太赫兹二维焦平面成像是1996年由美国伦斯勒理工大学张希成等人率先提出，并利用此技术一次性获取了太赫兹光波的二维分布。2003年，美国麻省理工学院利用此技术观测了钽酸锂晶体内声子的传输过程。

在成像系统中太赫兹光束被准直为扩展光照射样品，携带样品的二维信息后与扩束的探测光重合，一起照射在有一定面积的探测晶体上（如锑化锌、磷化镓、钽酸锂晶体）。在探测晶体内部，太赫兹电场改变了晶体的折射率椭球，进而改变了探测光的偏振态二维分布，通过电光取样将太赫兹电场的二维信息加载到探测光的偏振态上。利用检偏器对探测光进行检偏，并通过电荷耦合器件相机获取图像。

与传统的太赫兹逐点扫描成像相比，太赫兹二维焦平面成像的特点主要有：①由于不需要对样品进行二维扫描，实验耗时缩短；②对太赫兹场的采样由电荷耦合器件相机的像素阵列决定，因此提高了成像采样率。太赫兹二维焦平面成像的缺点是由于此成像测量不能采用锁相技术，需要多次测量取平均值来压制噪声，因此其信噪比受到较大限制。