[发明专利]一种太赫兹波生成装置

说明书

本申请提供了一种太赫兹波的生成装置，包括：第一腔镜、侧泵模块、调Q模块、第二腔镜、拉曼晶体、多周期极化晶体、太赫兹波输出镜和第三腔镜；其中，所述第一腔镜与所述第二腔镜形成第一腔室；所述侧泵模块与所述调Q模块设置于所述第一腔室内，构成调Q激光器；所述第二腔室和所述第三腔室形成第二腔室；所述拉曼晶体、所述多周期极化晶体和所述太赫兹波输出镜设置于所述第二腔室内；按照激光从左至右的传播方向，所述第一腔室位于所述第二腔室的左侧。本申请所提供的装置机械结构稳定性好，可以实现共线相位匹配，且能够连续波或脉冲形式运转，在便携式及集成化的太赫兹检测或成像系统中具有重要应用价值。

技术领域

本申请涉及太赫兹波技术领域，尤其涉及一种太赫兹波生成装置。

背景技术

太赫兹(Terahertz,THz,1THz＝1012Hz)辐射一般指波长30-3000μm(频率0.1-10THz)范围的电磁波，该波段是一个具有极大科学研究价值而尚未完全开发的电磁波段。太赫兹辐射在物理、化学、天文学、分子光谱、生命科学和医药科学等基础领域，以及医学成像、环境监测、材料检测、食品检测、射电天文、移动通讯、卫星通信和军用雷达等应用研究领域有重大的科学研究价值和广阔的应用前景。一般情形下，微波电子技术频率低于200GHz，光子技术频率高于10THz，这使得太赫兹辐射源成为THz技术发展的关键及瓶颈。因此，如何研制出性能优良的太赫兹辐射源已成为科研工作者亟待解决的实际问题。

太赫兹辐射源作为未来应用的有力工具受到了广泛关注，是太赫兹技术最关键领域之一；获得高效率(能量)太赫兹辐射源，已成为太赫兹技术及其应用领域的关键。在许多相干太赫兹产生的电子和光学方法中，目前，太赫兹参量振荡器通常利用大能量的脉冲Nd:YAG激光器作为泵浦源，利用铌酸锂(LiNbO3)或掺氧化镁铌酸锂(MgO:LiNbO3)作为非线性晶体在谐振腔内通过非共线相位匹配产生参量振荡，并通过硅棱镜耦合或垂直晶体表面输出太赫兹波，调节入射光角度或谐振腔可以实现太赫兹波的调谐(参考Jun-ichi Shikat等2000年发表在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques的文章Tunableterahertz-wave parametric oscillators using LiNbO3 and MgO:LiNbO3 crystals)。为进一步降低太赫兹参量振荡器的阈值并减小装置的体积，有人利用PPLN作为非线性晶体，并将其置于激光谐振腔内，激光器与参量振荡器共用谐振腔，即采用内腔泵浦方式，实现了高重复频率的太赫兹波输出(参考T.J.Edwards等2006年发表在Optics Express的文章Compact source of continuously and widely-tunable terahertz radiation)。国内多家单位在脉冲激光器泵浦的太赫兹参量振荡器方面也做了大量的理论和实验研究工作(参考刘磊等2012年发表在“激光与光电子学进展”的文章“太赫兹波参量振荡器研究进展”)。