[发明专利]一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源及其应用

权利要求书

1.一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，该太赫兹参量源包括激光泵浦系统、太赫兹参量器件和冷却系统；所述太赫兹参量器件包括磷酸钛氧钾晶体，所述激光泵浦系统发出泵浦激光沿太赫兹参量器件照射，所述磷酸钛氧钾晶体的受激激子散射过程构成的太赫兹参量源。

2.根据权利要求1所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，所述的太赫兹参量源的太赫兹波输出频率范围为3.17-6.13THz。

3.根据权利要求1所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，所述太赫兹参量器件还包括太赫兹参量器件的后腔镜、太赫兹参量器件的输出镜，所述激光泵浦系统发出的激光沿太赫兹参量器件的后腔镜、磷酸钛氧钾晶体和太赫兹参量器件的输出镜依次射出。

4.根据权利要求1所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，所述磷酸钛氧钾晶体为非线性晶体磷酸钛氧钾。

5.根据权利要求4所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，所述非线性晶体磷酸钛氧钾的晶体的切割方向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。

6.根据权利要求5所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，x，y，z分别表示磷酸钛氧钾晶体的x轴，y轴和z轴方向，太赫兹出射面与非线性晶体磷酸钛氧钾的晶体x轴的切割角度φ₁的范围为-45°到-15°。

7.根据权利要求5所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，所述的非线性晶体磷酸钛氧钾的两端面均镀有增透膜；所述的太赫兹参量器件的后腔镜镀有在Stokes波段的高反膜。

8.根据权利要求4所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，

所述的非线性晶体磷酸钛氧钾的晶体的切割方向θ=90°，φ的取值范围为-10°到+10°，所述θ是泵浦激光与非线性晶体z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；所述的太赫兹参量器件还包括太赫兹波耦合部件，所述的太赫兹波耦合部件是硅材料棱镜，所述硅材料棱镜与非线性晶体的的xz面无缝隙接触。

9.根据权利要求8所述的一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源，其特征在于，所述的非线性晶体磷酸钛氧钾的两端面，即yz面均镀有增透膜；在太赫兹波出射面（xz面）做抛光处理；所述的太赫兹参量器件的后腔镜镀有在Stokes波段的高反膜。

10.一种如权利要求1所述基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源的工作方法如下：

激光泵浦源系统发出的泵浦光进入到所述太赫兹参量器件的磷酸钛氧钾非线性晶体中，与磷酸钛氧钾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，在太赫兹参量器件内形成Stokes激光，同时产生太赫兹辐射波，并利用硅棱镜耦合阵列耦合方式或者通过垂直表面发射的方式获得太赫兹辐射输出。