[发明专利]一种参量Stokes光种子注入的可调谐窄线宽太赫兹波参量源

说明书

本发明公开一种参量Stokes光种子注入的可调谐窄线宽太赫兹波参量源，包括单纵模脉冲激光器、缩束柱透镜组A、1/2λ波片、偏振分光棱镜、1/4λ波片、反射镜A、Stokes光产生晶体、旋转台、反射镜B、耦合输出镜、F‑P标准具、光吸收池、凸透镜A、凸透镜B、THz波产生晶体缩束柱透镜组B和扩束柱透镜组。本发明利用交叉泵浦和腔内F‑P标准具压缩Stokes种子光的线宽，获得窄线宽可调谐的THz波输出，并利用柱透镜组控制光斑尺寸，实现THz波耦合区域的扩大，提升THz波的输出功率。

技术领域

本发明属于太赫兹波激光源技术领域，特别涉及一种参量Stokes光种子注入的可调谐窄线宽太赫兹波参量源。

背景技术

太赫兹(THz)波由于具有穿透性和指纹识别特性，在许多基础和应用研究领域如生物医学、无损检测、环境监测、安全检查及反恐等方面都展现出重大科研价值和应用前景。在THz波技术应用中，小型化、高效率、宽带可调谐的 THz波激光源是推动技术发展的重要研究方向。

基于受激电磁耦子散射(SPS)的THz波参量源能够产生高功率、宽带连续可调谐的相干THz波，并具有频率调谐简便、室温工作、结构紧凑易于集成、晶体和泵浦源技术非常成熟等特点，具有重要应用前景和研究意义。种子注入 THz波参量发射器(is-TPG)是获得可调谐THz波的一种重要的方式，但目前采用的种子激光源一般为波长连续可调谐外腔半导体激光器，价格高昂，且输出功率较低，对THz波参量源的THz产生效率和调谐范围都存在较大限制。采用太赫兹波参量振荡器(TPO)产生的高功率单波长Stokes光作为is-TPG的种子源，可大大降低系统成本，并提升THz波的产生效率，但目前的技术中存在输出THz波线宽较宽，且系统结构复杂，频率调谐不便等缺点，综上，采用交叉泵浦和F-P标准具限模的TPO的产生的高功率窄线宽Stokes激光作为种子源，通过结构优化设计，构建结构简单、频率调谐简便的is-TPG，获得高功率的可调谐窄线宽THz波输出，是目前THz参量源研究中面临的重要问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的问题，提出一种结构和性能优化设计的基于TPO高功率窄线宽Stokes种子激光的is-TPG方案，实现高功率的可调谐窄线宽THz波输出。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种参量Stokes光种子注入的可调谐窄线宽太赫兹波参量源，其中，包括单纵模脉冲激光器(1)、缩束柱透镜组A(2)、1/2λ波片(3)、偏振分光棱镜 (4)、1/4λ波片(5)、反射镜A(6)、Stokes光产生晶体(7)、旋转台(8)、反射镜B(9)、耦合输出镜(10)、F-P标准具(11)、凸透镜A(12)、凸透镜B (13)、THz波产生晶体(14)、缩束柱透镜组B(15)和扩束柱透镜组(16)；

单纵模脉冲激光器(1)输出的泵浦光经过缩束柱透镜组A(2)调节光斑的尺寸，泵浦光穿过1/2λ波片(3)并由偏振分光棱镜(4)分成泵浦光A(18) 和泵浦光B(17)两束；

泵浦光B(17)经缩束柱透镜组B(15)将z方向尺寸缩束，入射Stokes 光产生晶体(7)，并在Stokes光产生晶体(7)的侧面发生全反射；入射泵浦光B(18)和反射泵浦光在晶体内部构成交叉泵浦形式，形成交叉泵浦SPS窄带参量增益；反射镜B(9)、耦合输出镜(10)构成的Stokes光谐振腔，所述F-P 标准具(11)设置在Stokes光谐振腔内，通过Stokes光谐振腔与泵浦光的之间的夹角限定交叉泵浦SPS的相位匹配关系，形成特定频率的窄线宽Stokes光振荡输出；

Stokes光产生晶体(7)以及反射镜B(9)、耦合输出镜(10)F-P标准具 (11)构成的Stokes光振荡器放置在旋转台(8)上，非线性晶体(7)的泵浦光发生全反射的侧面的中点与旋转台(8)的旋转轴重合；