[发明专利]基于微波激发的太赫兹激光器

说明书

本发明提供的基于微波激发的太赫兹激光器，微波源通过微波波导向工作物质腔内传输微波，以加热工作物质，工作物质被加热后经过由太赫兹高反射镜和太赫兹部分反射镜构成的太赫兹谐振腔的协同后，形成太赫兹激光。太赫兹激光的频率为太赫兹谐振腔的共振频率，因此通过调节太赫兹高反射镜和太赫兹部分反射镜之间的距离即可调节太赫兹激光的频率。此外，通过调节微波源的工作功率即可调节太赫兹激光的功率。与现有技术相比，本实施例中的太赫兹激光器体积小且能量转换效率高，其所形成的太赫兹激光相干性好且方向性好。

技术领域

本发明涉及太赫兹技术领域，具体涉及一种基于微波激发的太赫兹激光器。

背景技术

近年来太赫兹技术受到了广泛重视，应用于通信、传感、遥感、安保、毒品检测、医疗、雷达等各个方面。

所有的太赫兹技术以及应用都离不开太赫兹源，目前有基于电子技术频率上转换、真空技术自由电子器件、半导体技术量子级联器件和光学下转换技术的太赫兹源，但是大部分太赫兹源不仅体积偏大，且存在效率极低和成本过高的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于微波激发的太赫兹激光器，旨在解决现有的太赫兹源存在效率低和体积过大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于微波激发的太赫兹激光器，其特征在于，所述太赫兹激光器包括：微波源、微波波导、电源系统、参数显示系统与共振激发装置；所述微波波导的一端与所述微波源连接，另一端与所述共振激发装置连接；所述电源系统分别与所述微波源和参数显示系统连接；所述微波波导为单方向传输波导；

所述共振激发装置包括工作物质腔、太赫兹高反射镜与太赫兹部分反射镜；所述太赫兹高反射镜设置于所述工作物质腔的第一侧面处，所述太赫兹部分反射镜设置于所述工作物质腔的第二侧面处，所述太赫兹高反射镜与太赫兹部分反射镜同轴设置，而构成一太赫兹谐振腔；

所述工作物质腔的腔壁上设置有一微波输入窗，所述微波波导通过所述微波输入窗与所述工作物质腔连接；所述工作物质腔的腔内设有工作物质；

当所述太赫兹激光器工作时，所述微波源通过所述微波波导与微波输入窗向所述工作物质腔内单方向发射微波，以加热所述工作物质；所述工作物质被加热后产生自发辐射，并经过所述太赫兹谐振腔的协同，形成太赫兹激光。

进一步地，所述工作物质腔包括外筒、第一太赫兹透明窗及第二太赫兹透明窗；所述第一太赫兹透明窗置于所述外筒的第一开口，所述第二太赫兹透明窗置于所述外筒的第二开口。

再进一步地，所述第一太赫兹透明窗和太赫兹全反射镜可以由一个位于第一太赫兹透明窗的太赫兹全反射镜代替；所述第二太赫兹透明窗和太赫兹部分反射镜可以由一个位于第二太赫兹透明窗的太赫兹部分反射镜代替。

再进一步地，所述工作物质腔的外表面设置有一热绝缘层。

进一步地，所述太赫兹激光器还包括频率控制系统，所述频率控制系统连接于所述太赫兹高反射镜和/或太赫兹部分反射镜；

当所述太赫兹激光器工作时，所述频率控制系统调节所述太赫兹高反射镜与太赫兹部分反射镜之间的距离，以调节所述太赫兹激光器形成的太赫兹激光的频率。

进一步地，所述工作物质腔的腔壁上还设置有一温度传感器，所述温度传感器与频率控制系统连接。

进一步地，所述太赫兹激光器还包括功率控制系统，所述功率控制系统与微波源连接；

当所述太赫兹激光器工作时，所述功率控制系统调节所述微波源的工作功率，以调节所述太赫兹激光器形成的太赫兹激光的功率。

进一步地，所述太赫兹高反射镜为金属反射镜或介质反射镜；所述太赫兹高反射镜对太赫兹波的反射率为90％-100％，透射率为0。