[發明專利]一種三維太赫茲波參量振蕩器

有效

• 申請號: 201811185770.2
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109167236B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 李忠洋;張云鵬;張紅濤;徐娟;譚聯;李永軍;袁斌;袁勝;陳建明
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗

本發明公開了一種三維太赫茲波參量振蕩器，包括泵浦源、GaAs晶體以及設置在GaAs晶體周圍的反射鏡和拋物面鏡；泵浦源由KD^*P晶體、偏振片、Nd:YAG激光器泵浦模塊、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡組成，泵浦源發出的泵浦光在由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡組成的諧振腔內諧振放大。在光學參量過程中，腔內的Stokes光和泵浦光可以循環使用，有效提高泵浦光利用效率；一束泵浦光可以產生六束太赫茲波，光學轉換效率有效增大。

技術領域

本發明屬于太赫茲波技術應用領域，具體涉及一種三維太赫茲波參量振蕩器。

背景技術

太赫茲（THz）波，是指頻率處于0.1-10THz（1THz=10¹²Hz）范圍內的電磁波，位于毫米波與紅外波之間。太赫茲波在光譜檢測、成像、遙感、通信、生物醫學、軍事等方面都有廣闊的應用前景。截止目前，尚乏高功率、高效率、相干、可調諧、小型化、室溫運轉的太赫茲輻射源。太赫茲波參量振蕩器可以產生高功率、可調諧、相干、室溫運轉的太赫茲輻射。但現在存在的問題是太赫茲波參量振蕩器光學轉換效率較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種三維太赫茲波參量振蕩器，用以解決現有太赫茲輻射源效率低的問題。

本發明的目的是以下述方式實現的：

一種三維太赫茲波參量振蕩器，包括泵浦源、GaAs晶體以及設置在GaAs晶體周圍的反射鏡和拋物面鏡；泵浦源由KD^*P晶體、偏振片、Nd:YAG激光器泵浦模塊、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡組成，泵浦源發出的泵浦光在由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡組成的諧振腔內諧振放大；

GaAs晶體設置在三維笛卡爾坐標系中，Nd:YAG激光器泵浦模塊出射的朝向第一反射鏡的泵浦光的方向為X軸負向，垂直于X軸并且朝向紙面內的方向為Y軸正向，垂直于X軸并且平行于紙面向上的方向為Z軸正向；

在X軸方向上往返振蕩的泵浦光入射GaAs晶體，經共線光學參量效應，在X軸正向產生Stokes光和第二太赫茲波，同時在X軸負向也產生Stokes光和第一太赫茲波，產生的Stokes光在由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡組成的諧振腔內諧振放大；產生的第二太赫茲波由第二拋物面鏡耦合輸出，產生的第一太赫茲波由第一拋物面鏡耦合輸出，沿X軸正向傳播的泵浦光、Stokes光經第二反射鏡、第三反射鏡反射后沿Z軸正向入射GaAs晶體；

在Z軸方向上往返振蕩的泵浦光入射GaAs晶體，經共線光學參量效應，在Z軸正向產生Stokes光和第四太赫茲波，同時在Z軸負向也產生Stokes光和第三太赫茲波，產生的Stokes光在由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡組成的諧振腔內諧振放大；產生的第四太赫茲波由第四拋物面鏡耦合輸出，產生的第三太赫茲波由第三拋物面鏡耦合輸出，沿Z軸正向傳播的泵浦光、Stokes光經第四反射鏡、第五反射鏡反射后沿Y軸負向入射GaAs晶體；

在Y軸方向上往返振蕩的泵浦光入射GaAs晶體，經共線光學參量效應，在Y軸正向產生Stokes光和第五太赫茲波，同時在Y軸負向也產生Stokes光和第六太赫茲波，產生的Stokes光在由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡組成的諧振腔內諧振放大；產生的第五太赫茲波由第五拋物面鏡耦合輸出，產生的第六太赫茲波由第六拋物面鏡耦合輸出，沿Y軸負向傳播的泵浦光、Stokes光經第六反射鏡反射后沿Y軸正向入射GaAs晶體。

所述第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡均為平面鏡。

所述第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和第六反射鏡對泵浦光和Stokes光全反射。