[发明专利]一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器

说明书

本发明公开了一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器，包括泵浦源、周期反转GaP晶体、第一反射镜和第二反射镜；泵浦源发出的泵浦光沿与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，在周期反转GaP晶体中传播一段距离后在周期反转GaP晶体的Y‑Z平面上全反射，然后入射至周期反转GaP晶体的X‑Z平面发生全反射，再从周期反转GaP晶体的表面垂直出射，从周期反转GaP晶体出射的泵浦光经第一反射镜和第二反射镜发生全反射，形成泵浦光的第一个循环周期。太赫兹波垂直于周期反转GaP晶体出射，不需要任何耦合输出装置，有效减小太赫兹波输出损耗。

技术领域

本发明属于太赫兹波技术应用领域，具体涉及一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器。

背景技术

太赫兹（THz）波，是指频率处于0.1-10THz（1THz=10¹²Hz）范围内的电磁波，位于毫米波与红外波之间。太赫兹波在光谱检测、成像、遥感、通信、生物医学、军事等方面都有广阔的应用前景。截止目前，尚乏高功率、高效率、相干、可调谐、小型化、室温运转的太赫兹辐射源。GaP晶体具有极大的二阶非线性系数，而且GaP晶体对太赫兹波的吸收系数较小，所以以周期反转GaP晶体为增益介质，通过光学参量效应可以产生高功率太赫兹波。

发明内容

本发明的目的是提供一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器，用以解决现有太赫兹辐射源功率低、效率低等问题。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器，包括泵浦源、周期反转GaP晶体、第一反射镜和第二反射镜；泵浦源发出的泵浦光沿与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，在周期反转GaP晶体中传播一段距离后在周期反转GaP晶体的Y-Z平面上全反射，然后入射至周期反转GaP晶体的X-Z平面发生全反射，再从周期反转GaP晶体的表面垂直出射，从周期反转GaP晶体出射的泵浦光经第一反射镜和第二反射镜发生全反射，形成泵浦光的第一个循环周期；

经第二反射镜全反射后的泵浦光沿与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，在周期反转GaP晶体中传播一段距离后在周期反转GaP晶体的Y-Z平面上全反射，然后入射至周期反转GaP晶体的X-Z平面发生全反射，再从周期反转GaP晶体的表面垂直出射，从周期反转GaP晶体出射的泵浦光经第一反射镜和第二反射镜发生全反射，形成泵浦光的第二个循环周期；

以此类推，泵浦光可以在周期反转GaP晶体和第一反射镜、第二反射镜之间循环N个周期，N为正整数，直至泵浦光不在第二反射镜上发生全反射，循环结束；

泵浦光在周期反转GaP晶体的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光和第一太赫兹波，产生的Stokes光与泵浦光共线传播，产生的第一太赫兹波沿X轴负向垂直于周期反转GaP晶体的Y-Z平面出射，在泵浦光的N个循环周期内，可以产生N束第一太赫兹波；

泵浦光在周期反转GaP晶体的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光和第二太赫兹波，产生的Stokes光与泵浦光共线传播，产生的第二太赫兹波沿Y轴负向垂直于周期反转GaP晶体的X-Z平面出射，在泵浦光的N个循环周期内，可以产生N束第二太赫兹波；

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°。

第N个周期的泵浦光在Y-Z平面的全反射点在第N-1个周期泵浦光在Y-Z平面的全反射点的上方，第N个周期泵浦光在X-Z平面的全反射点在第N-1个周期泵浦光在X-Z平面的全反射点的右方。

所述第一反射镜和第二反射镜均为平面镜，第一反射镜平行于Y轴，第二反射镜垂直于Y轴。