[发明专利]一种双频太赫兹波参量振荡器

说明书

本发明公开了一种双频太赫兹波参量振荡器，包括KD*P晶体、偏振片、激光器泵浦模块、GaAs晶体，以及设置在GaAs晶体周围的反射镜和抛物面镜；泵浦源由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、KD*P晶体、偏振片、激光器泵浦模块组成，泵浦源发出的泵浦光在由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜组成的谐振腔内谐振放大。在光学参量过程中，腔内的Stokes光和泵浦光可以循环使用，有效提高泵浦光利用效率；四束太赫兹波垂直于GaAs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，具体涉及一种双频太赫兹波参量振荡器。

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。GaAs晶体具有极大的二阶非线性系数，而且GaAs晶体对太赫兹波的吸收系数较小，所以以GaAs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双频太赫兹波参量振荡器，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：

一种双频太赫兹波参量振荡器，包括KD*P晶体、偏振片、激光器泵浦模块、GaAs晶体，以及设置在GaAs晶体周围的反射镜和抛物面镜；

泵浦源由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、KD*P晶体、偏振片、激光器泵浦模块组成，泵浦源发出的泵浦光在由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜组成的谐振腔内谐振放大；

在X轴方向上往返振荡的泵浦光垂直入射GaAs晶体，经共线光学参量效应产生第一Stokes光和第一太赫兹波，产生的第一Stokes光在由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜组成的谐振腔内谐振放大；沿X轴正向传播的第一太赫兹波由第七抛物面镜耦合输出，沿X轴负向传播的第一太赫兹波由第三抛物面镜耦合输出；

在X轴方向上往返振荡的泵浦光垂直入射GaAs晶体，经非共线光学参量效应产生第五Stokes光和第二太赫兹波，产生的第五Stokes光在由第十三反射镜、第十四反射镜、第十五反射镜、第十六反射镜组成的谐振腔内谐振放大；沿X轴正向传播的泵浦光产生的两束第二太赫兹波分别由第六抛物面镜和第八抛物面镜耦合输出；沿X轴负向传播的泵浦光产生的两束第二太赫兹波分别由第二抛物面镜和第四抛物面镜耦合输出；泵浦光经第二反射镜和第三反射镜反射后，沿负X1轴方向入射GaAs晶体；

在X1轴方向上往返振荡的泵浦光垂直入射GaAs晶体，经共线光学参量效应产生第一Stokes光和第一太赫兹波，产生的第一Stokes光在由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜组成的谐振腔内谐振放大；沿X1轴正向传播的第一太赫兹波由第八抛物面镜耦合输出；沿X1轴负向传播的第一太赫兹波由第四抛物面镜耦合输出；

在X1轴方向上往返振荡的泵浦光垂直入射GaAs晶体，经非共线光学参量效应产生第二Stokes光和第二太赫兹波，产生的第二Stokes光在由第十七反射镜、第十八反射镜、第十九反射镜、第二十反射镜组成的谐振腔内谐振放大；沿X1轴正向传播的泵浦光产生的两束第二太赫兹波分别由第一抛物面镜和第七抛物面镜耦合输出，沿X1轴负向传播的泵浦光产生的两束第二太赫兹波分别由第三抛物面镜和第五抛物面镜耦合输出；泵浦光经第四反射镜和第五反射镜反射后，沿Y轴负向入射GaAs晶体；