[發明專利]一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源及其應用

有效

• 申請號: 201410064072.2
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103811990B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 張行愚;肖炅;王偉濤;王青圃;叢振華;陳曉寒;劉兆軍;秦增光
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30;H01S3/16
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，該參量源包括激光泵浦系統、太赫茲參量器件和冷卻系統；所述太赫茲參量器件包括砷酸鈦氧鉀晶體，所述激光泵浦系統發出泵浦激光沿太赫茲參量器件照射，所述砷酸鈦氧鉀晶體的受激激子散射過程構成的太赫茲參量源。

2.根據權利要求1所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述的太赫茲參量源的太赫茲波輸出頻率范圍為3.5-6.5THz。

3.根據權利要求1所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述太赫茲參量器件還包括太赫茲參量器件的后腔鏡、太赫茲參量器件的輸出鏡，所述激光泵浦系統發出的激光沿太赫茲參量器件的后腔鏡、砷酸鈦氧鉀晶體和太赫茲參量器件的輸出鏡依次射出。

4.根據權利要求1所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述砷酸鈦氧鉀晶體為非線性晶體砷酸鈦氧鉀。

5.根據權利要求4所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述非線性晶體砷酸鈦氧鉀的晶體的切割方向θ=90°，φ為任意角度，所述θ是泵浦激光與非線性晶體z軸的夾角，φ為非線性晶體x軸與非線性晶體側面的夾角，非線性晶體的長度為l，非線性晶體的寬度為d。

6.根據權利要求4所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述x，y，z分別表示砷酸鈦氧鉀晶體的x軸，y軸和z軸方向，太赫茲出射面與非線性晶體砷酸鈦氧鉀的晶體x軸的切割角度φ₁的范圍為-45°到-15°。

7.根據權利要求4所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述的非線性晶體砷酸鈦氧鉀的兩端面均鍍有增透膜；所述的太赫茲參量器件的后腔鏡鍍有在Stokes波段的高反膜。

8.根據權利要求4所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述的非線性晶體砷酸鈦氧鉀的晶體的切割方向θ=90°，φ的取值范圍為-10°到+10°，所述θ是泵浦激光與非線性晶體z軸的夾角，φ為非線性晶體x軸與非線性晶體側面的夾角，非線性晶體的長度為l，非線性晶體的寬度為d；所述的太赫茲參量器件還包括太赫茲波耦合部件，所述的太赫茲波耦合部件是硅材料棱鏡，所述硅材料棱鏡與非線性晶體的的xz面無縫隙接觸。

9.根據權利要求8所述的一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源，其特征在于，所述的非線性晶體砷酸鈦氧鉀的兩端面，即yz面均鍍有增透膜；在太赫茲波出射面（xz面）做拋光處理；所述的太赫茲參量器件的后腔鏡鍍有在Stokes波段的高反膜。

10.一種如權利要求1所述一種基于砷酸鈦氧鉀晶體的太赫茲參量源的工作方法如下：

激光泵浦源系統發出的泵浦光進入到所述太赫茲參量器件的砷酸鈦氧鉀非線性晶體中，與砷酸鈦氧鉀晶體中同時具有拉曼與紅外活性的晶體振動模相互作用，產生受激激子散射，在太赫茲參量器件內形成Stokes激光，同時產生太赫茲輻射波，并利用硅棱鏡耦合陣列耦合方式或者通過垂直表面發射的方式獲得太赫茲輻射輸出。