[发明专利]一种双频太赫兹波参量振荡器

摘要

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。

主权项

1.一种双频太赫兹波参量振荡器，其特征在于：包括KD*P晶体（2）、偏振片（3）、激光器泵浦模块（4）、GaAs晶体（13），以及设置在GaAs晶体（13）周围的反射镜和抛物面镜；泵浦源由第一反射镜（1）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）、第四反射镜（7）、第五反射镜（8）、第六反射镜（9）、第七反射镜（10）、第八反射镜（11）、KD*P晶体（2）、偏振片（3）、激光器泵浦模块（4）组成，泵浦源发出的泵浦光（12）在由第一反射镜（1）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）、第四反射镜（7）、第五反射镜（8）、第六反射镜（9）、第七反射镜（10）、第八反射镜（11）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（12）垂直入射GaAs晶体（13），经共线光学参量效应产生第一Stokes光（14）和第一太赫兹波（15），产生的第一Stokes光（14）在由第一反射镜（1）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）、第四反射镜（7）、第五反射镜（8）、第六反射镜（9）、第七反射镜（10）、第八反射镜（11）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（15）由第七抛物面镜（27）耦合输出，沿X轴负向传播的第一太赫兹波（15）由第三抛物面镜（23）耦合输出；在X轴方向上往返振荡的泵浦光（12）垂直入射GaAs晶体（13），经非共线光学参量效应产生第五Stokes光（20）和第二太赫兹波（16），产生的第五Stokes光（20）在由第十三反射镜（33）、第十四反射镜（34）、第十五反射镜（35）、第十六反射镜（36）组成的谐振腔内谐振放大；沿X轴正向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第六抛物面镜（26）和第八抛物面镜（28）耦合输出；沿X轴负向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第二抛物面镜（22）和第四抛物面镜（24）耦合输出；泵浦光（12）经第二反射镜（5）和第三反射镜（6）反射后，沿负X1轴方向入射GaAs晶体（13）；在X1轴方向上往返振荡的泵浦光（12）垂直入射GaAs晶体（13），经共线光学参量效应产生第一Stokes光（14）和第一太赫兹波（15），产生的第一Stokes光（14）在由第一反射镜（1）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）、第四反射镜（7）、第五反射镜（8）、第六反射镜（9）、第七反射镜（10）、第八反射镜（11）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（15）由第八抛物面镜（28）耦合输出；沿X1轴负向传播的第一太赫兹波（15）由第四抛物面镜（24）耦合输出；在X1轴方向上往返振荡的泵浦光（12）垂直入射GaAs晶体（13），经非共线光学参量效应产生第二Stokes光（17）和第二太赫兹波（16），产生的第二Stokes光（17）在由第十七反射镜（37）、第十八反射镜（38）、第十九反射镜（39）、第二十反射镜（40）组成的谐振腔内谐振放大；沿X1轴正向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第一抛物面镜（21）和第七抛物面镜（27）耦合输出，沿X1轴负向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第三抛物面镜（23）和第五抛物面镜（25）耦合输出；泵浦光（12）经第四反射镜（7）和第五反射镜（8）反射后，沿Y轴负向入射GaAs晶体（13）；在Y轴方向上往返振荡的泵浦光（12）垂直入射GaAs晶体（13），经共线光学参量效应产生第一Stokes光（14）和第一太赫兹波（15），产生的第一Stokes光（14）在由第一反射镜（1）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）、第四反射镜（7）、第五反射镜（8）、第六反射镜（9）、第七反射镜（10）、第八反射镜（11）组成的谐振腔内谐振放大；沿Y轴负向传播的第一太赫兹波（15）由第一抛物面镜（21）耦合输出，沿Y轴正向传播的第一太赫兹波（15）由第五抛物面镜（25）耦合输出；在Y轴方向上往返振荡的泵浦光（12）垂直入射GaAs晶体（13），经非共线光学参量效应产生第三Stokes光（18）和第二太赫兹波（16），产生的第三Stokes光（18）在由第二十一反射镜（41）、第二十二反射镜（42）、第二十三反射镜（43）、第二十四反射镜（44）组成的谐振腔内谐振放大；沿Y轴正向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第四抛物面镜（24）和第六抛物面镜（26）耦合输出，沿Y轴负向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第二抛物面镜（22）和第八抛物面镜（28）耦合输出；泵浦光（12）经第六反射镜（9）和第七反射镜（10）反射后，沿Y1轴正向入射GaAs晶体（13）；在Y1轴方向上往返振荡的泵浦光（12）垂直入射GaAs晶体（13），经共线光学参量效应产生第一Stokes光（14）和第一太赫兹波（15），产生的第一Stokes光（14）在由第一反射镜（1）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）、第四反射镜（7）、第五反射镜（8）、第六反射镜（9）、第七反射镜（10）、第八反射镜（11）组成的谐振腔内谐振放大；沿Y1轴负向传播的第一太赫兹波（15）由第二抛物面镜（22）耦合输出，沿Y1轴正向传播的第一太赫兹波（15）由第六抛物面镜（26）耦合输出；在Y1轴方向上往返振荡的泵浦光（12）垂直入射GaAs晶体（13），经非共线光学参量效应产生第四Stokes光（19）和第二太赫兹波（16），产生的第四Stokes光（19）在由第九反射镜（29）、第十反射镜（30）、第十一反射镜（31）、第十二反射镜（32）组成的谐振腔内谐振放大；沿Y1轴正向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第五抛物面镜（25）和第七抛物面镜（27）耦合输出，沿Y1轴负向传播的泵浦光（12）产生的两束第二太赫兹波（16）分别由第一抛物面镜（21）和第三抛物面镜（23）耦合输出；泵浦光（12）经第八反射镜（11）垂直反射后，沿Y1轴负向入射GaAs晶体（13）；光束传播的平面为X轴和Y轴所确定的平面，Z轴垂直于光束传播的平面，X轴与激光器泵浦模块（4）出射的泵浦光的方向平行，且泵浦源出射的朝向第一反射镜（1）的泵浦光的方向为X轴负向，Y轴垂直与X轴，且沿Y轴传播的朝向第五反射镜（8）的泵浦光（12）的方向为Y轴正向，X1轴正向与X轴正向的夹角为45°，X1轴正向与Y轴正向的夹角为135°，Y1轴正向与X轴正向的夹角为45°，Y1轴正向与Y轴正向的夹角为45°。