基于声光可调谐滤波器（AOTF）的光谱仪器已经在生物医学、农业、航空航天等领域中广泛应用。然而，传统的AOTF光谱仪很难在保持光谱分辨率和减少采样次数的同时，还实现系统光通量的增加。针对上述问题，本文提出了一种基于压缩感知理论的AOTF光谱测量方法，利用AOTF可多频驱动的特点，在光谱维度上实现稀疏随机编码复合光信号调制，可利用单元或面阵探测器顺次记录完成压缩采样，再通过压缩感知重建算法获得目标光谱曲线或光谱图像数据立方体。为了验证本方法的有效性，我们利用实际测量得到AOTF光谱响应带宽数据，构建传感矩阵，以展宽光谱为恢复目标，仿真了压缩采样和目标数据重构效果。仿真结果表明，该方法可以通过202次压缩采样，重构得到512个波长点的光谱数据，光谱数据采样率和压缩比为0.39。此采样率下，本方法可以高精度恢复光谱曲线，PSNR指标达到41.75dB，SAM和GSAM指标为0.9998和0.9754。多频同时驱动下，系统光通量平均提升了5倍。与传统逐波长点扫描的采样方式相比，该方法能够在保持原有光谱分辨率的前提下减少总采样次数，提高系统的光通量，同时还压缩了光谱数据，在微弱信号检测、物质快速识别以及光谱数据传输和存储等领域具有十分重要的意义。

针对太赫兹谱成像对宽光谱、高光能利用率、实时探测分光器件的需求，提出了一种太赫兹立体相位光栅（MPMG）分光器件。MPMG通过刻槽深度的变化引入光程差，实现对入射光的相位调制，从而使反射太赫兹波前的不同区域具有不同的相位信息，其零级衍射光具备分光能力。在分析MPMG衍射场光强分布的基础上，讨论了光栅参数对衍射场分布的影响，并通过实验验证了MPMG的衍射特性。结果表明，MPMG各光栅单元在0.5 THz、0.34 THz的衍射效率理论值与实测值相吻合，证明了MPMG的零级衍射光具备分光能力。