太赫兹技术的应用领域主要包括太赫兹光谱、太赫兹成像和太赫兹通讯几个方面。美国PicoMatrix公司和ZomegaTechnology公司、英国TeraVIEW公司、日本Nikon公司、布鲁克光谱公司都相继开发出了太赫兹光谱仪和成像系统。

    太赫兹时域光谱技术，目前仍然是太赫兹光谱技术的核心研发领域。太赫兹成像技术，目前主要向着实时成像、全息成像和三维立体成像技术方向发展。利用太赫兹电场相位信息的相位成像技术，是当前国际上积极发展的太赫兹成像技术之一。

    为了发展小型化太赫兹系统，基于飞秒光纤激光器的太赫兹产生与探测系统，已经有实验室原型样机出现。太赫兹光子器件的研发，如太赫兹透镜、太赫兹滤波片、太赫兹波带片等光子学器件，已经吸引了国际科技界的广泛关注。

    美国、日本和欧洲相继将太赫兹技术列为未来几年发展的关键技术。

    我国于2003年启动了“太赫兹物理器件及应用研究重大项目”。“我国首台基于电子激光的太赫辐射源”被评为我国2005年基础研究十大新闻的第三项。

    （2）光学分子成像系统
    分子影像学是一门新兴的、交叉的科学，具有传统成像所不具有的特点：无创伤、实时、活体、特异、精细（分子水平）的显像等独特性质。

   国外光学分子成像系统

    A.精诺真活体内可见光成像系统——Xenogen-200
    200系列体内可见光成像系统，可以做激发荧光和自发荧光断层成像，可实现三维荧光光源的重建。它的探测深度为：颅内可达3~4cm，分辨率为1~3mm。

    B.KODAK高性能数码成像系统——KODAK
    它能进行二维成像，分辨率为厘米级。不能进行三维成像。

    C.小动物光学分子成像系统——GE
    GEHealthcare通用电气医疗集团的eXploreOptix小动物光学分子成像系统，是激发荧光成像设备，探测深度：灵敏度高的时候，为1.5~2cm;灵敏度低的时候，为3~4cm。分辨率为0.5~3mm。虽然国外已经做出了光学分子成像系统，不同程度上还是有一定的缺陷。

    国内光学分子成像系统
    国内，清华大学、天津大学等少数的科研单位正在研制激发荧光断层成像（FMT）原型系统。截止到目前为止，国内还没有拥有自主知识产权的光学分子成像设备。在综合上述3种国外光学分子成像设备的优点并对缺陷进行了改进之后，我国构建了BLT/FMT原型系统。该系统包括荧光信号采集装置、图像信号预处理模块以及计算机系统，可以完成自发荧光断层成像（BLT）和激发荧光断层成像（FMT）。BLT软件已获得我国科技进步二等奖，BLT/FMT的研究已列入国家973计划。

    （3）表面增强拉曼光谱技术
    表面增强拉曼散射（SERS）技术具有灵敏度高、干扰小的特点，适合于研究界面效应，可以解决生物化学、生物物理和分子生物学中的许多难题。以往由于重现性不好等问题，SERS在分析测试中还没有发挥应有的作用。

    近年来，SERS的最新成果有望解决超高灵敏度分析问题，甚至进行生物单细胞和单分子以及纳米结构的分析。针尖增强拉曼显微技术（Tip-enhancedRamanmicroscopy）利用金属涂层的悬臂在针尖区域产生增强信号，使得在与针尖相接触的被研究物表面有可能测定SERS信号。生物芯片与SERS技术的结合也是一个令人感兴趣的方法。在芯片表面通过固定生物病原体以及对SERS有活性的金属，来测定出SERS信号。这些方法还有一些技术难题需要解决，但超高的SERS信号为建立高灵敏度的分析方法提供了可能，其前景是很诱人。