太赫兹波（THz）是指频率为0.1THz~10THz范围内的电磁波，在电磁波谱上它位于微波和红外之间，它具有脉宽窄、能量低、相干性高、透过性好等优点。太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术被广泛应用到材料无损检测、化学成分鉴定、安全检查等领域，并在实验力学测量领域有着巨大的应用潜力。本课题基于TDS系统对THz应力测量的原理和平面应力测量方法进行了研究，主要包括以下几方面：. 1)改进了现有THz-TDS系统，使其能够产生任意偏振方向的THz波，并能够对产生的THz波进行调制。设计了能够安放在TDS系统中的微型加载装置，使其能够对试件进行加载并对试件内部的应力进行测量。建立了TDS测得相位延迟与试件内部主应力关系的理论模型，并研究了实验操作环节对THz-TDS系统稳定性的影响，确定了适合实验测量的空气湿度，测定了实验所用的PTFE试件弹性模量。根据理论模型，实验验证了THz波段的应力光性效应，结果表明：通过TDS系统测得THz波的折射率与应力近似成线性关系。.通过实验测量了PTFE材料的应力光性系数A和B，提出了基于THz-TDS系统的应力测量原理与方法，建立了由应力引起的相位延迟的测量模式，确定了求解包含相位延迟的非线性方程组的主应力分离方法。根据太赫兹相位差与应力分量、偏振片角度的关系，提出了两种测量试件内部应力的方法。保证实验频率不变，改变偏振片的角度，即多角度单频率法；保证偏振片角度不变，采用多阶频率进行优化，即多频率单角度法。根据实验数据和理论模型，提出了相应的优化方案，获得了TDS系统下的应力分量结果，并将两种方法的数据进行对比分析。. 2)研究外加荷载和频率范围对测量结果的影响。当增大外加应力后，实验测得的太赫兹相位差与频率之间成非线性关系。根据这一特征，我们提出了新的优化方案，利用局部搜索的方法确定了由TDS测量出的应力分量，与电阻应变仪的结果进行对比，实验结果表明：基于TDS系统对PTFE试件进行应力测量的方法是有效的，并且误差控制在6%以下。扩大实验测量的频率范围，发现目标函数有更好的收敛性，能较为准确地收敛到真值。. 3)基于TDS系统的应力测量方法能够对不透明物体的内部应力进行测量，结合二维平移台还可以对试件的应力场进行探测，而且在陶瓷等材料的应力测量领域也有广阔的前景，该方法为测量物体的平面应力状态提供了新的实验手段和技术。