[发明专利]一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器

权利要求书

1.一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器，其特征在于：包括泵浦源（1）、周期反转GaP晶体（3）、第一反射镜（4）和第二反射镜（5）；泵浦源（1）发出的泵浦光（2）沿与X轴负向成45°角且与Y轴负向成45°角的方向垂直入射周期反转GaP晶体（3），在周期反转GaP晶体（3）中传播一段距离后在周期反转GaP晶体（3）的Y-Z平面上全反射，然后入射至周期反转GaP晶体（3）的X-Z平面发生全反射，再从周期反转GaP晶体（3）的表面垂直出射，从周期反转GaP晶体（3）出射的泵浦光（2）经第一反射镜（4）和第二反射镜（5）发生全反射，形成泵浦光（2）的第一个循环周期；

经第二反射镜（5）全反射后的泵浦光（2）沿与X轴负向成45°角且与Y轴负向成45°角方向再次垂直入射周期反转GaP晶体（3），在周期反转GaP晶体（3）中传播一段距离后在周期反转GaP晶体（3）的Y-Z平面上全反射，然后入射至周期反转GaP晶体（3）的X-Z平面发生全反射，再从周期反转GaP晶体（3）的表面垂直出射，从周期反转GaP晶体（3）出射的泵浦光（2）经第一反射镜（4）和第二反射镜（5）发生全反射，形成泵浦光（2）的第二个循环周期；

以此类推，泵浦光（2）可以在周期反转GaP晶体（3）和第一反射镜（4）、第二反射镜（5）之间循环N个周期，N为正整数，直至泵浦光（2）不在第二反射镜（5）上发生全反射，循环结束；

泵浦光（2）在周期反转GaP晶体（3）的Y-Z平面全反射点附近通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（8）和第一太赫兹波（6），产生的Stokes光（8）与泵浦光（2）共线传播，产生的第一太赫兹波（6）沿X轴负向垂直于周期反转GaP晶体（3）的Y-Z平面出射，在泵浦光（2）的N个循环周期内，可以产生N束第一太赫兹波（6）；

泵浦光（2）在周期反转GaP晶体（3）的X-Z平面全反射点附近通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（8）和第二太赫兹波（7），产生的Stokes光（8）与泵浦光（2）共线传播，产生的第二太赫兹波（7）沿Y轴负向垂直于周期反转GaP晶体（3）的X-Z平面出射，在泵浦光（2）的N个循环周期内，可以产生N束第二太赫兹波（7）；

光束传播的平面为X轴和Y轴所确定的平面，Z轴垂直于光束传播的平面，泵浦源出射的泵浦光的方向与X轴正向的夹角为135°、与Y轴正向的夹角为135°；

在周期反转GaP晶体（3）的X-Y平面内，沿等腰直角三角形的直角顶点和斜边中点连线将周期反转GaP晶体（3）平均分为两部分，分别为产生第一太赫兹波（6）的部分和产生第二太赫兹波（7）的部分；其中产生第一太赫兹波（6）的部分，晶体周期波矢的方向平行于Y轴，产生第二太赫兹波（7）的部分，晶体周期波矢的方向平行于X轴；周期反转GaP晶体（3）中两部分的晶体反转周期相等。

2.根据权利要求1所述的产生多束太赫兹波的光学参量发生器，其特征在于：第N个周期的泵浦光（2）在Y-Z平面的全反射点在第N-1个周期泵浦光（2）在Y-Z平面的全反射点的上方，第N个周期泵浦光（2）在X-Z平面的全反射点在第N-1个周期泵浦光（2）在X-Z平面的全反射点的右方。

3.根据权利要求1所述的产生多束太赫兹波的光学参量发生器，其特征在于：所述第一反射镜（4）和第二反射镜（5）均为平面镜，第一反射镜（4）平行于Y轴，第二反射镜（5）垂直于Y轴。

4.根据权利要求1所述的产生多束太赫兹波的光学参量发生器，其特征在于：所述第一反射镜（4）和第二反射镜（5）对泵浦光（2）和Stokes光（8）全反射。

5.根据权利要求1所述的产生多束太赫兹波的光学参量发生器，其特征在于：所述周期反转GaP晶体（3）在X-Y平面为等腰直角三角形，且等腰直角三角形的两个直角边分别平行于X轴和Y轴。

6.根据权利要求5所述的产生多束太赫兹波的光学参量发生器，其特征在于：所述等腰直角三角形的直角边边长为2cm，周期反转GaP晶体（3）在Z轴方向的厚度为1cm。