[发明专利]提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测系统和检测方法

权利要求书

1.一种提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测系统，其特征在于，包括太赫兹频段本振信号源、光束分离器、硅透镜、混频器、同轴三通接头、直流阻断器、隔离器、低温低噪声放大器、常温中频放大器、带通滤波器、用于将中频功率转化为直流电压的装置、计算机、直流偏置电源、偏置器、微波源、低温杜瓦，所述硅透镜、混频器、同轴三通接头、直流阻断器、隔离器、低温低噪声放大器设于低温杜瓦内，太赫兹频段本振信号源接入光束分离器，提供超外差混频的太赫兹频段本振信号，光束分离器为硅透镜透射所需信号和反射太赫兹频段本振信号，混频器设于硅透镜的中心位置，混频器输出低频信号到同轴三通接头，同轴三通接头输出中频信号依次通过直流阻断器、隔离器、低温低噪声放大器、常温中频放大器、带通滤波器、用于将中频功率转化为直流电压的装置；计算机分别连接用于将中频功率转化为直流电压的装置、直流偏置电源和微波源，获取采样后的直流电压信号，控制微波源输出的微波信号功率；微波源发出的微波信号和直流偏置电源输出的直流信号分别通过偏置器的射频端口和直流端口接到同轴三通接头，加到混频器上。

2.根据权利要求1所述提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测系统，其特征在于：所述所需信号和太赫兹频段本振信号入射方向与光束分离器平面法线成45°角。

3.根据权利要求1所述提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测系统，其特征在于：还设有电磁吸波材料，用于吸收所述光束分离器反射的所需信号及其透射的太赫兹频段本振信号。

4.根据权利要求1所述提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测系统，其特征在于：所述光束分离器为直径大于2厘米的Mylar薄膜。

5.根据权利要求1所述提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测系统，其特征在于：所述混频器用低温胶粘在硅透镜中心，硅透镜安装在低温杜瓦内的冷板上，且硅透镜和冷板有良好的热接触。

6.根据权利要求1所述提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测系统，其特征在于：所述微波源和偏置器之间还设有衰减器，微波源发出的微波信号经过衰减器进入偏置器。

7.一种利用如权利要求1所述系统的提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测方法，其特征在于，由计算机控制的微波源发出微波信号，通过偏置器的射频端口接到同轴三通接头，加到混频器上，构成反馈回路；通过调节微波信号的功率，补偿由于太赫兹频段本振信号功率不稳定而带来的混频器工作点不稳定。

8.根据权利要求7所述提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测方法，其特征在于，所述微波信号的频率远低于太赫兹频段本振信号的频率，且远高于中频截止频率；所述微波信号的功率不高于混频器吸收的总射频功率的20％。

9.根据权利要求7所述提高高灵敏太赫兹混频器稳定性的检测方法，其特征在于，所述微波信号在t时刻的微波功率P(t)的计算方法如下：首先初始化微波信号的功率，然后在长度为t-τ的一段时间内，以时间间隔Δt采样，Δt由采样速率决定，t为不加反馈回路的系统的艾伦时间的1.5-2.5倍，经过长度为t的时间后，按下式计算微波功率P(t)：

P(t)=P(0)-KΣx=τx=τ(I(x-τ)-Ipreset)]]>

式中，P(0)是微波的初始功率，K为经验系数，I_preset是混频器在最低噪声温度偏置点的电流值，τ指采样初始时刻，I(x-τ)是x-τ时刻的电流值。