ТГц-волны занимают самую широкую часть электромагнитного частотного спектра. Они лежат в диапазоне от сотен терагерц (длины волн более 3 мм) до сотен гигагерц (с длинами волн от 3 до 10 мкм), то есть примерно между областью СВЧ и микроволн и инфракрасным диапазоном. Приборы, работающие в диапазоне, составляющем три частотные декады, могут обладать значительными диагностическими преимуществами перед другими устройствами, такими, например, как томографы или рентгеновские аппараты. Самые различные вещества (твердые тела, жидкости, биологические объекты, живые ткани и среды) имеют информативные спектральные характеристики именно в ТГц-диапазоне. Поэтому, имея базу данных характерных спектров веществ, с помощью терагерцовой подсветки можно определять их физико-химический состав, обнаруживать его изменения или нарушения, находить инородные включения etc. Это значит, что с помощью терагерцового прибора можно отличить пластид от безобидной пластмассы, измерить концентрацию лекарств или определить наличие ядовитых веществ в продуктах питания.
Кроме того, большинство веществ обладает в ТГц-диапазоне значительно меньшими коэффициентами поглощения, чем в случае их подсветки в ближнем инфракрасном или видимом излучении. За счет более глубокого проникновения ТГц-излучения в толщу исследуемого объекта можно (по изменению характеристик излучения) получить объемное изображение объекта. Это позволит совершенствовать "имаджинговые технологии" (то есть технологии получения изображений) для систем диагностики различного назначения, антитеррористического оборудования или наномикроскопии.
Терагерцовые исследования начались в 60-х годах XX века. В СССР они связаны с именем Гургена Аскарьяна. Опираясь на работы нобелевских лауреатов Игоря Тамма и Виталия Гинзбурга, он предложил идею генерации терагерцового излучения в результате распространения короткого светового импульса в нелинейной среде по аналогии с излучением, возникающим при прохождении заряженных частиц через вещество.
Терагерцовые источники излучения появились к началу 70-х. Сначала были созданы так называемые лампы обратной волны. Приборы терагерцового диапазона впервые разработали советские ученые - сотрудники ФИАНа и физфака Московского педагогического института имени Ленина. До сих пор Россия остается основным в мире поставщиком таких ламп. В этих приборах генерация терагерцовых волн происходит при взаимодействии электронного потока с электромагнитной волной, бегущей по замедляющей системе в направлении, обратном направлению движения электронов. Лампы обратной волны перенастраиваются в диапазоне от нескольких сотен до нескольких тысяч микрометров. Они дают мощное, но неравномерное, "изрезанное" излучение. В 70-х появились и у нас, и на Западе газовые субмиллиметровые лазеры с оптической накачкой, так называемые СЛОНы. Они обеспечивают перестройку частот волн, хотя и в узком диапазоне. И только в конце 90-х были созданы компактные ТГц-приборы на твердотельных лазерах, работающие в широком спектре волн с достаточно ровной полосой излучения. Именно они стали прототипами нового поколения диагностирующих приборов.
