输出功率是太赫兹信号发生器的核心技术指标。输出功率大小取决于末级倍频器的变频损耗、压缩点和驱动功率，压缩点越高、变频损耗越小和驱动功率越大，太赫兹信号发生器的输出功率就越大。太赫兹信号发生器基本原理框图如图所示，输入的毫米波信号经过多级放大倍频产生所需的太赫兹信号，整个倍频链路主要由倍频器和功率放大器构成，考虑到倍频器的倍频效率受到倍频次数的影响严重，图中所示的原理图中，倍频因子L、M、P和N多采用2次或者3次。而链路中的功率放大器受微电子工艺的影响，基于砷化镓工艺能实现到100吉赫（GHz）左右的功放，基于磷化铟工艺以及锗硅工艺能够实现到200吉赫（GHz）左右的功放，所以为能实现1太赫（THz）乃至更高频率的太赫兹信号，整个倍频链路末端的几级倍频（如图所示的P和N）是缺乏放大器驱动的，因此为保证整个链路能产生更大的太赫兹信号功率，需要在前级的驱动采用片上功率合成或者电路功率合成的方式，最大限度地提高驱动放大器的功率，同时提高其驱动的倍频器的压缩点，进而逐级产生较大的功率，以保证最终产生的太赫兹信号功率。

太赫兹倍频信号发生器正在向着高输出功率、超低相位噪声、高集成度、宽频带、快速锁相方向发展，主要采用异质结(HBV)结构的二极管和肖特基二极管来实现倍频。美国在空间探测应用的驱动下太赫兹倍频信号发生器发展迅速，处于国际领先地位，截至2017年1月份，已报道太赫兹倍频信号发生器频率宽带的已覆盖至1.9太赫（THz），窄带已覆盖至2.5太赫（THz），输出功率在微瓦量级。

太赫兹信号产生基本原理框图