[发明专利]一种高效率太赫兹波参量振荡器

摘要

一种高效率太赫兹波参量振荡器，包括泵浦源和周期反转GaP晶体，包括泵浦源、反射镜、周期反转GaP晶体。泵浦光循环泵浦周期反转GaP晶体，经准相位匹配光学参量效应产生多束斯托克斯（Stokes）光和多束太赫兹（THz）波。产生的多束Stokes光与pump光共线传播，产生的多束THz波垂直于周期反转GaP晶体表面出射。在光学参量过程中，Stokes光和pump光可以循环使用，有效提高pump光利用效率。产生的THz波垂直于周期反转GaP晶体表面出射，不需要任何耦合输出装置，有效减小THz波输出损耗。一束pump光可以产生多束THz波，有效提高光学转换效率。

主权项

1.一种高效率太赫兹波参量振荡器，其特征在于：包括泵浦源（1）和周期反转GaP晶体，周期反转GaP晶体包括第一周期反转GaP晶体（8）、第二周期反转GaP晶体（9）、第三周期反转GaP晶体（10）和第四周期反转GaP晶体（11），在第一周期反转GaP晶体（8）与泵浦源（1）之间由前向后依次设置第一反射镜（3）、第二反射镜（4）和第一谐振腔镜（5），在第一周期反转GaP晶体（8）一侧设置第二谐振腔镜（6）；泵浦源（1）发出的泵浦光（2）经第一反射镜（3）和第二反射镜（4）后，部分通过第一谐振腔镜（5）后垂直入射第一周期反转GaP晶体（8）后，在第一周期反转GaP晶体（8）的反射面发生全反射后垂直进入第二周期反转GaP晶体（9），泵浦光（2）在第二周期反转GaP晶体（9）的反射面发生全反射后垂直进入第三周期反转GaP晶体（10），泵浦光（2）在第三周期反转GaP晶体（10）的反射面发生全反射后垂直进入第四周期反转GaP晶体（11），泵浦光（2）在第四周期反转GaP晶体（11）的反射面发生全反射后垂直进入第一周期反转GaP晶体（8），形成泵浦光（2）的第一个循环周期；泵浦光（2）垂直入射第一周期反转GaP晶体（8），在第一周期反转GaP晶体（8）的反射面发生全反射后垂直进入第二周期反转GaP晶体（9），泵浦光（2）在第二周期反转GaP晶体（9）的反射面发生全反射后垂直进入第三周期反转GaP晶体（10），泵浦光（2）在第三周期反转GaP晶体（10）的反射面发生全反射后垂直进入第四周期反转GaP晶体（11），泵浦光（2）在第四周期反转GaP晶体（11）的反射面发生全反射后垂直进入第一周期反转GaP晶体（8），形成泵浦光（2）的第二个循环周期；以此类推，泵浦光（2）在第一周期反转GaP晶体（8）、第二周期反转GaP晶体（9）、第三周期反转GaP晶体（10）和第四周期反转GaP晶体（11）之间循环N个周期，N为正整数，直至泵浦光（2）在第四周期反转GaP晶体（11）的反射面发生全反射后不再入射第一周期反转GaP晶体（8），而入射第二谐振腔镜（6），循环结束，泵浦光（2）垂直入射第二谐振腔镜（6）后发生全反射，沿原路返回；泵浦光传播的平面为X轴和Y轴所确定的平面，Z轴垂直于光束传播的平面，X轴与泵浦源出射的泵浦光的方向平行，且泵浦源出射的泵浦光的方向为X轴正向；沿X轴方向往返传播的泵浦光（2）在第一周期反转GaP晶体（8）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第一太赫兹波（12），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第一太赫兹波（12）垂直于第一周期反转GaP晶体（8）的全反射面出射；沿Y轴方向往返传播的泵浦光（2）在第一周期反转GaP晶体（8）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第一太赫兹波（12），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第一太赫兹波（12）垂直于第一周期反转GaP晶体（8）的全反射面出射，在泵浦光（2）的N个循环周期内，第一周期反转GaP晶体（8）中产生N束第一太赫兹波（12）；沿X轴方向往返传播的泵浦光（2）在第二周期反转GaP晶体（9）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第二太赫兹波（13），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第二太赫兹波（13）垂直于第二周期反转GaP晶体（9）的全反射面出射；沿Y轴方向往返传播的泵浦光（2）在第二周期反转GaP晶体（9）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第二太赫兹波（13），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第二太赫兹波（13）垂直于第二周期反转GaP晶体（9）的全反射面出射，在泵浦光（2）的N个循环周期内，第二周期反转GaP晶体（9）中产生N束第二太赫兹波（13）；沿X轴方向往返传播的泵浦光（2）在第三周期反转GaP晶体（10）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第三太赫兹波（14），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第三太赫兹波（14）垂直于第三周期反转GaP晶体（10）的全反射面出射；沿Y轴方向往返传播的泵浦光（2）在第三周期反转GaP晶体（10）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第三太赫兹波（14），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第三太赫兹波（14）垂直于第三周期反转GaP晶体（10）的全反射面出射，在泵浦光（2）的N个循环周期内，在第三周期反转GaP晶体（10）中产生N束第三太赫兹波（14）；沿X轴方向往返传播的泵浦光（2）在第四周期反转GaP晶体（11）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第四太赫兹波（15），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第四太赫兹波（15）垂直于第四周期反转GaP晶体（11）的全反射面出射；沿Y轴方向往返传播的泵浦光（2）在第四周期反转GaP晶体（11）的全反射点通过准相位匹配光学参量效应产生Stokes光（7）和第四太赫兹波（15），产生的Stokes光（7）与泵浦光（2）共线传播，产生的第四太赫兹波（15）垂直于第四周期反转GaP晶体（11）的全反射面出射，在泵浦光（2）的N个循环周期内，在第四周期反转GaP晶体（11）中产生N束第四太赫兹波（15）。