太赫兹拉曼是一种新型的分析技术，利用光学传感技术获得样品宏观运动和结构的定量信息，包括相变、蛋白质配体结合和生物聚合物构象数据。这种技术现在可以很容易地集成到光学显微镜和光谱仪中用于研究。
样品的光学检测通常涉及激光，是药物发现、用于血液分析的流式细胞术和DNA测序等领域几种自动化和高通量分析的关键。大多数这些生命科学应用需要确定目标的分子组成，通常通过使用激光诱导荧光来进行空间映射。
每种化学物质，即每种分子，都有独特的原子和原子间键的排列方式。这些键的振动能态对应于红外光的光子能量。因此，每种分子物种在病毒的红外光谱中都有独特的共振峰模式。每一种化学物质，即每一种分子，都有独特的原子和原子间键的排列方式。这些键的振动能态对应于红外光的光子能量。因此，每个分子种类在其红外光谱中都有独特的共振峰模式。这就是为什么红外吸收，通常以傅里叶变换红外的形式，是化学和生物化学研究实验室中最常用的分析工具之一。但是红外光仅限于与亚分子键相对应的较大振动能量。为了探测晶体声子模式或检测与这些材料结构性质变化相关的一些其他构象变化，所需的频率扩展到太赫兹范围，这是更难以产生和检测的，需要特殊的样品制备，并遭受差的信噪比。一种曾经被称为拉曼光谱的技术提供了一种获取相同数据的替代途径，避免了大部分这些限制。
当光与大多数分子和物质样品相互作用时，少量光以不同的频率散射，使分子处于不同的最终能量状态。能量守恒意味着散射光可以处于较长的波长或较短的波长，这取决于样品处于较高的激发态还是较低的激发态。这被称为拉曼效应。尽管直接吸收需要红外频率来改变振动状态，但在拉曼中，信号相对于原始光源的位移量与振动能量状态的变化相对应。如果激发光源是单色的，拉曼散射信号可以被分散，在称为化学指纹区的频带中显示出尖锐振动峰的频谱。
与FTIR相比，拉曼的优势在于它可以使用可见光或近红外光进行，可以通过玻璃窗、显微镜光学和使用标准的硅ccd探测器进行非接触式采样。然而，拉曼散射是二阶效应，相对较弱，因此需要激光源提供可测量的信号强度。与此同时，被样品和系统光学散射的激光比拉曼信号强几个数量级，并产生必须有选择性地阻挡的噪声背景。这限制了早期对拉曼的接受。但固态激光器和二极管激光器、全息凝胶滤光片和科学级相机的进步结合在一起，消除了对低效笨重设备的需求，如扫描单色仪，并最终使紧凑的自给式拉曼光谱仪和拉曼显微镜的发展成为可能。
对于像聚合物和蛋白质这样的大分子，大分子或晶格的宏观运动可以发生在样品特定的频率上，特别是在0.15-6太赫兹能量范围内，对应于5 - 200 cm-1拉曼位移。这里的光谱数据可以揭示大量关于局部分子间环境的细节:结晶度和非晶态物质的数量，液相的数量，蛋白质和其他聚合物的盘绕和解开，以及蛋白质的结合等。
太赫兹是一种更难以产生、探测和操纵的辐射。光源复杂且效率低下，通常基于超快激光器。探测器也同样复杂。理论上，低频拉曼，即具有太赫兹位移的拉曼，可以很容易地得到相同的数据。但实际上，随着拉曼位移的减小和强度的增大滤光片的阻塞特性使信号衰减，即使是微弱的宽带放大自发辐射也使背景噪声呈急剧的非线性增加。这限制了大多数拉曼系统使用传统拉曼技术捕获<200 cm-1的低波数拉曼信号。因此，低频拉曼需要在波长阻断和辨别效率上有一个量子飞跃，即滤波器具有更尖锐的截止特性和更窄的带宽。
一种基于感光玻璃的新型体全息光学光栅解决了这一问题。这些滤光片用于清除激光输出的谱展，然后有效地对信号进行滤波以消除瑞利散射激光。因此，基于这些光学器件的仪器现在可以在频谱的5 - 200 cm-1区域提供出色的信号噪声。
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