[发明专利]一种多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器及其应用

权利要求书

1.一种多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器，其特征在于，该振荡器包括激光泵浦系统和Stokes激光振荡器，所述的Stokes激光振荡器包括后腔镜、输出镜和非线性晶体，由激光泵浦系统产生的激光束经过谐振腔内的非线性晶体，所述非线性晶体的拉曼与红外活性振动模，产生受激激子散射，产生非线性参量过程：获得0.6-3.0THz的太赫兹波。

2.根据权利要求1所述的一种多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器，其特征在于，所述非线性晶体，所述的非线性晶体为MgO:LiNbO₃或者LiNbO₃，所述非线性晶体的切割方向θ=90°，φ为任意角度，所述θ是泵浦激光与非线性晶体z轴，z轴即光轴的夹角，φ为非线性晶体x轴与非线性晶体侧面的夹角，非线性晶体的长度为l，非线性晶体的宽度为d，太赫兹出射点数为N，l-d/tan25°<N·d/tan25°<l，其中N=2,3,4,…n+1,n为自然数；沿非线性晶体的z轴方向，在非线性晶体的的端面与侧面的夹角分别为65°和115°，两端面与两侧面均抛光，沿着非线性晶体z轴视图，所述非线性晶体为平行四边形，其中太赫兹出射点数为N=2,4,6,…2n,n为自然数；或者所述非线性晶体为等腰梯形，其中太赫兹出射点数为N=3,5,7,…2n+1,n为自然数。

3.根据权利要求1或2所述的一种多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器，其特征在于，所述的非线性晶体MgO:LiNbO₃或者LiNbO₃的两端面均镀有1000nm－1100nm波长的增透膜。

4.根据权利要求1所述的一种多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器，其特征在于，所述的太赫兹参量振荡器输出的太赫兹辐射波的频率是可连续调谐的，通过调整泵浦光与Stokes激光在非线性晶体外的出射角度范围为0.5-3.0°，以获得调谐范围为0.6-3.0THz。

5.根据权利要求2所述的一种多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器，其特征在于，所述的谐振腔中的后腔镜镀有泵浦光波段的增透膜和1000nm－1100nm波段的高反膜；输出镜镀有1000-1100nm波段的高反膜。

6.根据权利要求1所述的一种多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器，其特征在于，所述激光泵浦系统为LD泵浦的连续激光系统、准连续的重复频率为100Hz-100kHz的脉冲激光系统、闪光灯泵浦或者LD泵浦的低重频的1-100Hz的激光系统；所述激光泵浦系统的泵浦功率密度≥20MW/cm²。

7.一种如权利要求1-6所述多点的表面垂直发射的太赫兹参量振荡器的工作方法如下：

激光泵浦源系统发出的泵浦光进入到所述的Stokes激光振荡器的非线性晶体中，与非线性晶体中同时具有拉曼与红外活性的晶体振动模相互作用，产生受激激子散射，在谐振腔内形成Stokes激光振荡，同时产生太赫兹辐射波，并在Stokes激光发生全反射位置的表面垂直耦合出射。