[發明專利]一種雙波長、窄線寬太赫茲波參量振蕩器

有效

• 申請號: 201610195338.6
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105742944B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 孫博;田方;賈靜;白先鵬
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;G02F1/35
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

本發明公開了一種雙波長、窄線寬、工作穩定性高的太赫茲波參量振蕩器，其諧振腔由直角三棱鏡、45°全反鏡、雙閃耀光柵、第一平面全反鏡和第二平面全反鏡構成；諧振腔內置有MgO:LiNbO₃晶體，其表面安放有硅棱鏡陣列裝置；泵浦光入射諧振腔，并與諧振腔腔軸成1.5°夾角。雙閃耀光柵為交叉周期雙閃耀光柵，其中一種閃耀角對應?1級衍射效率最高，另一種閃耀角對應?2級衍射效率最高，且兩者衍射效率近似相等?？煞謩e通過旋轉45°全反鏡、雙閃耀光柵、第一平面全反鏡和第二平面全反鏡，均可實現任意雙波長的太赫茲波調諧輸出，且雙波長輸出互不影響。可廣泛用于太赫茲波雷達、精細光譜分析、生物醫學成像、太赫茲通訊等太赫茲光電子技術領域。

技術領域

本發明涉及太赫茲波光電子學技術領域，具體涉及一種雙波長、窄線寬太赫茲波參量振蕩器。

背景技術

太赫茲波是指頻率在0.1～10THz范圍內的電磁波，其波段位于30μm～3mm之間，是處于毫米波和紅外波、電子學與光子學的過渡區域。由于太赫茲波具有高穿透性、低能性、高相干性以及指紋特性等特性，因此目前被廣泛應用于生物、物理、化學、天文學、醫藥科學等基礎研究領域，以及生物醫學成像、活體檢測、通訊雷達、國家安全與防恐等應用技術研究領域。性能優良的太赫茲波輻射源研制是太赫茲波光電子技術得以快速發展的主要關鍵技術之一，因此研制出相干性高，單色性好，且可在室溫下連續運轉的太赫茲波輻射源成為了目前國內外眾多科學家研究的熱點。

太赫茲波參量振蕩器是一種性能優良的太赫茲波輻射源，可產生相干性高、單色性好、連續可調諧的太赫茲波，并且體積小、結構簡單緊湊，可在室溫下運轉。相對于非線性差頻方法，其只需要一個泵浦波源和一個相對廉價的非線性晶體，操作更為簡單，且轉化效率較高。

常見的太赫茲波參量振蕩器通常采用平—平腔型結構諧振腔，利用角度調諧方式，即通過旋轉放置其諧振腔的平臺來改變諧振腔腔軸與泵浦光之間的夾角，便可實現對Stokes光的選頻振蕩輸出。根據能量守恒條件，也就實現了太赫茲波的波長連續調諧輸出。這種常見的平—平腔型結構太赫茲波參量振蕩器，頻率調諧方式較為單一，且一般只能產生一束窄帶、連續可調諧的太赫茲波。通過利用旋轉放置其諧振腔的平臺的方法實現波長調諧輸出時，裝置的機械穩定性也較差，且太赫茲波波長的精細調諧也有待進一步提高。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種可實現雙波長、窄線寬、工作穩定性高的太赫茲波參量振蕩器。

為了實現上述任務，本發明采用如下的技術解決方案：

一種雙波長、窄線寬太赫茲波參量振蕩器，包括一個諧振腔，其特征在于，所述的諧振腔由直角三棱鏡、45°全反鏡、雙閃耀光柵、第一平面全反鏡和第二平面全反鏡構成；諧振腔內置有MgO:LiNbO₃晶體，其表面安放有硅棱鏡陣列裝置；泵浦光入射諧振腔，并與諧振腔腔軸成1.5°夾角，產生的雙波長連續可調諧太赫茲波通過硅棱鏡陣列裝置出射。

根據本發明，所述雙閃耀光柵為交叉周期雙閃耀光柵，其中一種閃耀角對應-1級衍射效率最高，另一種閃耀角對應-2級衍射效率最高，且兩者衍射效率近似相等。該雙閃耀光柵可繞中心軸旋轉。

所述45°全反鏡鍍45°全反膜，且可繞中心軸旋轉。

所述直角三棱鏡的通光面為其直角所對應的斜面，且斜面上鍍有增透膜。

所述第一平面全反鏡和第二平面全反鏡均鍍有全反膜，且可繞中心軸旋轉。兩個平面全反鏡置于雙閃耀光柵兩級衍射傳輸路徑上，可將雙閃耀光柵衍射出的兩級衍射光按原路反射回至光柵中。

所述泵浦光是緊貼于MgO：LiNbO₃晶體的X-Z面入射。

所述硅棱鏡陣列裝置由若干硅棱鏡組成，硅棱鏡各角的角度分別為40°，50°和90°。