本发明公开了一种基于达曼光栅分束的连续太赫兹波单曝光叠层成像方法，该方法通过分束器件太赫兹达曼光栅产生对被测样品进行阵列照明的子波束，同时捕获多束携带被测样品信息的衍射图样，将衍射图样进行叠层重建算法重建出照明光束的复振幅和样品的透过率函数，得到被测样品的表面形貌，提取出被测样品的相位信息，从而定量推算出被塑料、陶瓷、纸张等非极性物质遮挡的被测样品表面的形貌结构。本发明有效解决了普通太赫兹叠层成像需要多次曝光，使得实时性较低的问题，从而在定量得到大样品的形貌结构的基础上，真正实现大视场高分辨率快速成像。