太赫兹时域光谱系统（TDS：terahertz time-domain spectroscopy）
目前最常用的太赫兹光谱检测系统。它获取时域THz脉冲，然后通过FFT等信号处理方法获取频谱。
实验室具有一台美国Z-Omega公司的TDS Z-2，由Spectra-Physics公司的MaiTai HP泵浦，使用天线发射THz波，使用电光取样探测THz波。
TDS采用泵浦-探测技术，利用飞秒激光脉冲通过光导天线或光学非线性来产生THz辐射；利用飞秒激光脉冲通过光导天线或电光取样来实现时域THz信号的探测。
通过光学延时线调整泵浦和探测飞秒激光脉冲间的时间差，就可以实现探测飞秒激光脉冲对太赫兹脉冲的扫描。光学延时线使用空间扫描取代了时间扫描，从而借助空间位置调整的高精度（微米级），实现了飞秒级（微米级/光速）的时间采样间隔。
TDS获取的是时域的THz脉冲信号（左图上部）。信号持续时间越长，FFT之后频谱的分辨率越高。然而在实际测试中，采样长度会受到各种因素的限制。实验室内的TDS实际采样长度超过100ps，对应频谱分辨率优于10GHz。
TDS探测得到的是电场强度的时域波形，FFT变换后获取幅度频谱（左图下部）的同时，还可以得到相位频谱，从而获取样品的折射率等信息。
通过调整THz光路，TDS可以进行透射或者反射测量。反射测量避免了极性液体等高吸收样品对太赫兹波的强烈吸收，扩展了TDS的应用。
得益于时间上的高分辨率和THz波的透过性，反射测量时，可以获取样品不同表面反射的太赫兹波脉冲，通过这些脉冲的时间间隔，可以实现样品的层析成像（飞行时间），从而完成无损检测。
反波管太赫兹光谱系统（BWO：Backward Wave Oscillator）
BWO是一种从微波技术发展而来的真空电子管。BWO可输出可调谐的连续THz波，具有线宽窄、输出功率大，调谐控制方便等优点。但是系统需要永磁体、高压源、水冷等部件，体积和重量都比较大。
实验室具有Microtech Ins.公司的BWO系统一套，配备231 ~ 375 GHz、655 ~ 800 GHz两个BWO管。
其工作过程是电子枪（阴极）发射的电子束由高压电场加速向返波管的另一端（阳极）高速运动，经周期分布的电子减速系统产生与电子运动方向相反方向传播的电磁辐射。
返波管发射电磁波的频率是由其减速系统的周期和电子速度决定的。可以通过改变返波管的加速电压，来调谐它的输出频率。
BWO的输出功率随频率变化剧烈（左图），得到的光谱信息往往需要经过滤波平滑处理后才能使用。
一个BWO管的可调谐范围小（约200 GHz ），要实现大范围的频谱扫描，需要更换很多个管子或通过非线性倍频级联技术实现。
BWO太赫兹波系统输出线宽窄（~5 MHz），频率分辨率高，非常适合小范围高分辨率光谱测试。
BWO输出可调谐、连续、较高功率的太赫兹波，因此非常适宜进行样品的太赫兹成像测试。左图即为使用BWO太赫兹成像系统获取的黑色餐盒中的刀叉图像。
BWO适宜进行各种太赫兹波探测器件、高Q器件的测试。
太赫兹光子混频频域光谱系统（PMS：THz Time Domain Spectrometer）
与TDS不同，PMS利用两束连续的激光调制光电导天线，从而完成THz波的产生和探测。
调节两束连续激光的频率差，就可以实现太赫兹波的频率调节，从而完成太赫兹波频率的扫描。频率范围受到激光调谐范围和天线响应频率的限制。
两束频差在太赫兹范围且相位差恒定的连续激光叠加形成光学“拍”，照射在光电导天线电极间隙之间的光电导材料上。光生载流子在外加偏置电场作用下形成以太赫兹频率振荡的光电流，而后由天线将能量辐射出去，即形成连续太赫兹辐射。反之可以完成太赫兹波的相干探测。
得益于半导体激光器的调谐精度，PMS的频谱分辨率高（比TDS高1~2个以上数量级）。PMS同时具备高分辨率和宽波谱范围。
PMS输出的连续太赫兹波带宽低，相干性强，因此在光谱测试中非常容易发生各种干涉效应，影响其测试结果。
PMS具有全固态、光纤传输与耦合、室温工作及无机械扫描等优点，非常适用于现场测量。
PMS可以灵活组合为透射测量、反射测量、干涉测量等不同的测试方式，同时也可以进行THz成像、THz OCT等应用。