頻響應(yīng)帶寬內(nèi))，置于傅立葉光譜儀輸入端口合適位置(實現(xiàn)波束匹配)，傅立葉光譜儀后基于實現(xiàn)波束匹配考慮，在合適位置放置太赫茲探測器及讀出電路，其讀出電路連接高精度數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡和傅立葉光譜儀同時連接控制計算機?？刂朴嬎銠C內(nèi)置傅立葉光譜儀控制，數(shù)據(jù)采集和頻譜處理等必要的程序。
[0017]本發(fā)明基于傅立葉光譜技術(shù)，實現(xiàn)太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)低頻頻響帶寬測量。太赫茲鎖相信號源作為輸入信號，輸入至傅立葉光譜儀，并由傅立葉光譜儀對太赫茲鎖相信號源進(jìn)行空間干涉，干涉條紋輸出至太赫茲探測器中并為之所接收。太赫茲探測器讀出電路的提供太赫茲探測器偏置電源，對檢測信號進(jìn)行直流放大等初步處理后，輸出至高精度數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集的干涉條紋數(shù)據(jù)最后送至控制計算機進(jìn)行干涉條紋數(shù)據(jù)加窗預(yù)處理和頻譜處理。
[0018]傅立葉光譜儀在快速掃描模式下工作時，傅立葉光譜儀通過掃描速率V將太赫茲鎖相信號源頻率進(jìn)行調(diào)制，快速掃描形成干涉條紋被太赫茲探測器讀出電路接收和低頻處理后，被后續(xù)的高精度數(shù)據(jù)采集卡數(shù)字化后形成時間序列。在干涉條紋數(shù)據(jù)時間序列中，太赫茲信號源頻率fs ig、快速掃描速度V與調(diào)制頻率f三者之間關(guān)系為
f = 2*V*fsig/C
其中C是光速。因此在輸入太赫茲信號源頻率fsig保持不變的情況下，通過改變傅立葉光譜儀的掃描速率V，與之對應(yīng)的調(diào)制頻率f也隨之發(fā)生變化。在保持太赫茲信號源幅度不變的情況下，改變掃描速率V，太赫茲鎖相信號源對應(yīng)的調(diào)制頻率f將在在太赫茲探測器及讀出電路的低頻響應(yīng)帶寬內(nèi)進(jìn)行掃描。通過干涉條紋的頻譜中讀取調(diào)制信號頻率和幅度，即可獲取太赫茲探測器及讀出電路的低頻響應(yīng)帶寬。不同掃描速率V進(jìn)行太赫茲探測器及讀出電路的低頻響應(yīng)帶寬R的頻率掃描示意圖如圖2所示。
[0019]考慮到干涉條紋進(jìn)行傅立葉變換的頻譜處理過程中，為降低不同調(diào)制頻率f有限數(shù)據(jù)長度的傅立葉變換時引起頻譜的振鈴效應(yīng)(頻譜振鈴效應(yīng)的存在將使得不同調(diào)制頻率f其輸出幅度產(chǎn)生起伏最大變化接近4dB，這可能導(dǎo)致低頻響應(yīng)帶寬測量錯誤)，在干涉條紋進(jìn)行傅立葉變換前，先采用具有高效抑制振鈴效應(yīng)平頂窗(flat-top)進(jìn)行加窗預(yù)處理(使得不同調(diào)制頻率f下的輸出幅度起伏效應(yīng)0.1dB)，保持幅度高一致性的信號頻譜輸出，從而更精確獲得太赫茲探測器及讀出電路的低頻響應(yīng)帶寬特性。
[0020]一種太赫茲探測器讀出電路系統(tǒng)頻響測量方法，包含以下步驟:
A、設(shè)定太赫茲鎖相信號源的合適信號輸出頻率和功率；
B、設(shè)定太赫茲探測器的工作點(工作電壓或電流)； C、設(shè)定傅立葉光譜儀的工作模式為快速掃描模式，并控制掃描速率V的大小后，開始掃描傅立葉頻譜儀，使之將太赫茲信號形成干涉條紋，并通過控制計算機從高精度數(shù)據(jù)采集卡讀取被太赫茲探測器所接收的干涉條紋信號，利用數(shù)據(jù)處理程序?qū)Ω缮鏃l紋進(jìn)行加平頂窗預(yù)處理后，在進(jìn)行頻譜后處理，獲取調(diào)制信號的頻率和幅度；
D、保持太赫茲鎖相信號源的輸出頻率和功率不變，通過不斷改變傅立葉光譜儀的掃描速率V，重復(fù)步驟C，獲取不同掃描速率V下的調(diào)制頻率f和幅度；
E、根據(jù)頻譜處理獲得的不同調(diào)制信號頻率和幅度，還原太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)的低頻頻率響應(yīng)帶寬，即可完成太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)的低頻頻率響應(yīng)帶寬測量。
[0021]綜上所述，本發(fā)明提出的傅立葉光譜技術(shù)實現(xiàn)太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)的低頻頻率響應(yīng)帶寬測量系統(tǒng)構(gòu)成簡潔，測量方法涉及數(shù)據(jù)處理易于實現(xiàn)，從應(yīng)用場合考慮，本發(fā)明專利提出的測量方法特別適合應(yīng)用于太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)與干涉儀集成的傅立葉光譜儀系統(tǒng)。
[0022]本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明說明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種太赫茲探測器，其特征在于:包含太赫茲鎖相信號源、傅立葉光譜儀、太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)、高精度數(shù)據(jù)采集卡和控制計算機，太赫茲鎖相信號源為輸入信號源，傅立葉光譜儀與太赫茲鎖相信號源連接對太赫茲鎖相信號源進(jìn)行空間干涉，太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)與傅立葉光譜儀連接用于接受干涉條紋并進(jìn)行初步處理，高精度數(shù)據(jù)采集卡與太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)連接用于采集干涉條紋數(shù)據(jù)，控制計算機與高精度數(shù)據(jù)采集卡連接用于進(jìn)行干涉條紋數(shù)據(jù)加窗預(yù)處理和頻譜處理。2.按照權(quán)利要求1所述的太赫茲探測器，其特征在于:所述太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)包含太赫茲探測器和讀出電路，太赫茲探測器接受傅立葉光譜儀輸出的干涉條紋，讀出電路提供太赫茲探測器偏置電源，對檢測信號進(jìn)行直流放大等初步處理后，輸出至高精度數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。3.—種權(quán)利要求1所述的太赫茲探測器讀出電路系統(tǒng)頻響測量方法，其特征在于包含以下步驟: 設(shè)定太赫茲鎖相信號源的合適信號輸出頻率和功率； 設(shè)定太赫茲探測器的工作點； 設(shè)定傅立葉光譜儀的工作模式為快速掃描模式，并控制掃描速率V的大小后，開始掃描傅立葉頻譜儀，使之將太赫茲信號形成干涉條紋，并通過控制計算機從高精度數(shù)據(jù)采集卡讀取被太赫茲探測器所接收的干涉條紋信號，利用數(shù)據(jù)處理程序?qū)Ω缮鏃l紋進(jìn)行加平頂窗預(yù)處理后，在進(jìn)行頻譜后處理，獲取調(diào)制信號的頻率和幅度； 保持太赫茲鎖相信號源的輸出頻率和功率不變，通過不斷改變傅立葉光譜儀的掃描速率V，重復(fù)步驟C，獲取不同掃描速率V下的調(diào)制頻率f和幅度； 根據(jù)頻譜處理獲得的不同調(diào)制信號頻率和幅度，還原太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)的低頻頻率響應(yīng)帶寬，即可完成太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)的低頻頻率響應(yīng)帶寬測量。4.按照權(quán)利要求3所述的太赫茲探測器讀出電路系統(tǒng)頻響測量方法，其特征在于:所述工作點為工作電壓或工作電流。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)頻響測量方法，包含太赫茲鎖相信號源、傅立葉光譜儀、太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)、高精度數(shù)據(jù)采集卡和控制計算機，太赫茲鎖相信號源為輸入信號源，傅立葉光譜儀與太赫茲鎖相信號源連接對太赫茲鎖相信號源進(jìn)行空間干涉，太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)與傅立葉光譜儀連接用于接受干涉條紋并進(jìn)行初步處理，高精度數(shù)據(jù)采集卡與太赫茲探測器及讀出電路系統(tǒng)連接用于采集干涉條紋數(shù)據(jù)，控制計算機與高精度數(shù)據(jù)采集卡連接用于進(jìn)行干涉條紋數(shù)據(jù)加窗預(yù)處理和頻譜處理。本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成簡潔，測量方法涉及數(shù)據(jù)處理易于實現(xiàn)。
【IPC分類】G01J1/44
【公開號】CN105675130
【申請?zhí)枴緾N201610132088
【發(fā)明人】林鎮(zhèn)輝, 史生才, 李紹亮
【申請人】中國科學(xué)院紫金山天文臺
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月9日