[发明专利]一种多光束太赫兹波参量振荡器

摘要

本发明公开了一种多光束太赫兹波参量振荡器，包括泵浦源、MgO:LiNbO3晶体、泵浦光回收盒、紧贴在MgO:LiNbO3晶体的X‑Z平面内的侧面上的硅棱镜以及设置在MgO:LiNbO3晶体周围的反射镜；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，泵浦源出射的泵浦光的方向为X轴正向，第三一级太赫兹波与Y轴正向的夹角为锐角。通过改变角和角，可以得到宽调谐的各级Stokes光和各级太赫兹波，调谐方式简单，操作灵活。一束泵浦光可以产生多束频率不同的太赫兹波，有效提高泵浦光利用效率。

主权项

1.一种多光束太赫兹波参量振荡器，其特征在于：包括泵浦源(1)、MgO:LiNbO₃晶体(3)、泵浦光回收盒(6)、紧贴在MgO:LiNbO₃晶体(3)的X‑Z平面内的侧面上的硅棱镜以及设置在MgO:LiNbO₃晶体(3)周围的反射镜；泵浦源(1)发出的泵浦光(2)沿X轴正向垂直入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第一一级Stokes光(4)和第二一级Stokes光(5)，第一一级Stokes光(4)与泵浦光(2)的夹角为θ₁，第二一级Stokes光(5)与泵浦光(2)的夹角为θ₂；第一一级Stokes光(4)在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第二一级Stokes光(5)在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大，从MgO:LiNbO₃晶体(3)出射的泵浦光(2)被泵浦光回收盒(6)回收；往返振荡的第一一级Stokes光(4)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第一二级Stokes光(415)和第二二级Stokes光(416)以及第一一级太赫兹波(4T21)和第二一级太赫兹波(4T23)，往返振荡的第二一级Stokes光(5)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第三二级Stokes光(515)和第四二级Stokes光(516)以及第三一级太赫兹波(5T17)和第四一级太赫兹波(5T27)；第一二级Stokes光(415)和第三二级Stokes光(515)在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第二二级Stokes光(416)和第四二级Stokes光(516)在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大；往返振荡的第一二级Stokes光(415)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第一三级Stokes光(4154)和第二三级Stokes光(4155)以及第一二级太赫兹波(415T24)和第二二级太赫兹波(415T26)，往返振荡的第二二级Stokes光(416)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第三三级Stokes光(4164)和第四三级Stokes光(4165)以及第三二级太赫兹波(416T20)和第四二级太赫兹波(416T18)；第一三级Stokes光(4154)与泵浦光(2)的夹角为θ₁，第二三级Stokes光(4155)与泵浦光(2)的夹角为θ₂；第三三级Stokes光(4164)与泵浦光(2)的夹角为θ₁，第四三级Stokes光(4165)与泵浦光(2)的夹角为θ₂；第一三级Stokes光(4154)和第三三级Stokes光(4164)均在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第二三级Stokes光(4155)和第四三级Stokes光(4165)均在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大；往返振荡的第三二级Stokes光(515)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第五三级Stokes光(5154)和第六三级Stokes光(5155)以及第五二级太赫兹波(515T24)和第六二级太赫兹波(515T26)，往返振荡的第四二级Stokes光(516)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第七三级Stokes光(5164)和第八三级Stokes光(5165)以及第七二级太赫兹波(516T20)和第八二级太赫兹波(516T18)；第五三级Stokes光(5154)与泵浦光(2)的夹角为θ₁，第六三级Stokes光(5155)与泵浦光(2)的夹角为θ₂；第七三级Stokes光(5164)与泵浦光(2)的夹角为θ₁，第八三级Stokes光(5165)与泵浦光(2)的夹角为θ₂；第五三级Stokes光(5154)和第七三级Stokes光(5164)均在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第六三级Stokes光(5155)和第八三级Stokes光(5165)均在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大；第三一级太赫兹波(5T17)、第四二级太赫兹波(416T18)和第八二级太赫兹波(516T18)由第一硅棱镜(19)耦合输出，第一一级太赫兹波(4T21)、第三二级太赫兹波(416T20)和第七二级太赫兹波(516T20)由第二硅棱镜(22)耦合输出，第二一级太赫兹波(4T23)、第一二级太赫兹波(415T24)和第五二级太赫兹波(515T24)由第三硅棱镜(25)耦合输出，第四一级太赫兹波(5T27)、第二二级太赫兹波(415T26)和第六二级太赫兹波(515T26)由第四硅棱镜(28)耦合输出；往返振荡的第一三级Stokes光(4154)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第一四级Stokes光(415415)和第二四级Stokes光(415416)以及第一三级太赫兹波(4154T21)和第二三级太赫兹波(4154T23)，往返振荡的第二三级Stokes光(4155)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第三四级Stokes光(415515)和第四四级Stokes光(415516)以及第三三级太赫兹波(4155T17)和第四三级太赫兹波(4155T27)；第一四级Stokes光(415415)和第三四级Stokes光(415515)均在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第二四级Stokes光(415416)和第四四级Stokes光(415516)均在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大；往返振荡的第三三级Stokes光(4164)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第五四级Stokes光(416415)和第六四级Stokes光(416416)以及第五三级太赫兹波(4164T21)和第六三级太赫兹波(4164T23)，往返振荡的第四三级Stokes光(4165)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第七四级Stokes光(416515)和第八四级Stokes光(416516)以及第七三级太赫兹波(4165T17)和第八三级太赫兹波(4165T27)；第五四级Stokes光(416415)和第七四级Stokes光(416515)均在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第六四级Stokes光(416416)和第八四级Stokes光(416516)均在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大；往返振荡的第五三级Stokes光(5154)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第九四级Stokes光(515415)和第十四级Stokes光(515416)以及第九三级太赫兹波(5154T21)和第十三级太赫兹波(5154T23)，往返振荡的第六三级Stokes光(5155)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第十一四级Stokes光(515515)和第十二四级Stokes光(515516)以及第十一三级太赫兹波(5155T17)和第十二三级太赫兹波(5155T27)；第九四级Stokes光(515415)和第十一四级Stokes光(515515)均在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第十四级Stokes光(515416)和第十二四级Stokes光(515516)均在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大；往返振荡的第七三级Stokes光(5164)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第十三四级Stokes光(516415)和第十四四级Stokes光(516416)以及第十三三级太赫兹波(5164T21)和第十四三级太赫兹波(5164T23)，往返振荡的第八三级Stokes光(5165)入射MgO:LiNbO₃晶体(3)，经光学参量效应产生第十五四级Stokes光(516515)和第十六四级Stokes光(516516)以及第十五三级太赫兹波(5165T17)和第十六三级太赫兹波(5165T27)；第十三四级Stokes光(516415)和第十五四级Stokes光(516515)均在由第一反射镜(7)、第二反射镜(8)、第三反射镜(9)和第四反射镜(10)组成的谐振腔中振荡放大，第十四四级Stokes光(516416)和第十六四级Stokes光(516516)均在由第五反射镜(11)、第六反射镜(12)、第七反射镜(13)和第八反射镜(14)组成的谐振腔中振荡放大；依此规律发散，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，泵浦源出射的泵浦光的方向为X轴正向，第三一级太赫兹波(5T17)与Y轴正向的夹角为锐角。