[發明專利]基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器

有效

• 申請號: 202010164369.1
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111009816B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 歐陽征標;黃粵龍;肖漢文;黃海濤
• 申請（專利權）人: 藍科微電子（深圳）有限公司
• 主分類號: H01S1/00
• 分類號: H01S1/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 孫中華

1.基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，所述太赫茲激光器包括互補矩形脈沖激發光系統、激發光輸入波導、共振激發裝置、電源與工作參數顯示系統；所述激發光輸入波導一端連接所述互補矩形脈沖激發光系統，另一端連接所述共振激發裝置，所述電源分別為所述互補矩形脈沖激發光系統與工作參數顯示系統供電；

所述共振激發裝置包括工作物質腔、激發光輸入窗與高反射鏡、部分反射鏡，所述激發光輸入窗一端經所述激發光輸入波導連接所述互補矩形脈沖激發光系統，另一端連接所述工作物質腔，所述高反射鏡位于所述工作物質腔的第一側面處，所述部分反射鏡位于所述工作物質腔的第二側面處，所述高反射鏡與所述部分反射鏡同軸設置并構成諧振腔；所述工作物質腔的工作物質為固體、液體、氣體或等離子體；

當所述太赫茲激光器工作時，所述互補矩形脈沖激發光系統輸出互補矩形脈沖激發光，所述互補矩形脈沖激發光經所述激發光輸入窗進入工作物質腔，激發工作物質腔內的工作物質產生太赫茲輻射；所述太赫茲輻射通過諧振腔協同形成太赫茲激光；

所述互補矩形脈沖激發光系統包括中心頻率為f1的第一矩形脈沖包絡調制光源與中心頻率為f2的第二矩形脈沖包絡調制光源；所述第一矩形脈沖包絡調制光源和第二矩形脈沖包絡調制光源的輸出光包絡為互補矩形脈沖，第一矩形脈沖包絡調制光源和第二矩形脈沖包絡調制光源的輸出光包絡周期性地做0-1交替變化，且當第一矩形脈沖包絡調制光源的輸出光幅度為0時，第二矩形脈沖包絡調制光源的輸出光幅度大于0；當第一矩形脈沖包絡調制光源的輸出光幅度大于0時，第二矩形脈沖包絡調制光源的輸出光幅度為0。

2.根據權利要求1所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，所述互補矩形脈沖激發光系統包括第一耦合光波導與第二耦合光波導、光波合成器，所述第一矩形脈沖包絡調制光源經所述第一耦合光波導、第二矩形脈沖包絡調制光源經所述第二耦合光波導進入光波合成器，所述光波合成器輸出互補矩形脈沖激發光經激發光輸入波導進入所述工作物質腔。

3.根據權利要求2所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，所述第一矩形脈沖包絡調制光源和第二矩形脈沖包絡調制光源的輸出光譜中心波長為10納米～10微米；所述第一矩形脈沖包絡調制光源和第二矩形脈沖包絡調制光源的輸出光譜的中心頻率之差等于太赫茲激光的頻率。

4.根據權利要求2所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，所述工作物質腔還包括對太赫茲輻射透明的透明窗，所述透明窗位于所述工作物質腔的兩側面且位于所述高反射鏡或部分反射鏡的靠近所述工作物質腔的一側。

5.根據權利要求4所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，所述高反射鏡和部分反射鏡為金屬反射鏡或介質反射鏡；所述高反射鏡對太赫茲輻射的反射率為90％～100％，透射率為0；所述部分反射鏡對太赫茲輻射的反射率為90％～99％，透射率為1％～10％；所述高反射鏡和部分反射鏡的工作頻率為0.1THz～30THz。

6.根據權利要求4所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，所述工作物質腔的外表面包裹有一熱絕緣層。

7.根據權利要求4所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，還包括頻率控制系統，所述頻率控制系統與所述高反射鏡或部分反射鏡連接，以控制所述高反射鏡與部分反射鏡之間的距離。

8.根據權利要求5所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，還包括功率控制系統，所述功率控制系統與所述第一矩形脈沖包絡調制光源和第二矩形脈沖包絡調制光源連接，以控制所述第一矩形脈沖包絡調制光源和第二矩形脈沖包絡調制光源發射的功率。

9.根據權利要求4所述的基于互補矩形脈沖雙頻光激發的太赫茲激光器，其特征在于，所述激發光輸入窗單向傳播激發光，傳播方向由工作物質腔外向腔內傳播；工作物質腔上下壁的光學路徑長度為所述互補矩形脈沖激發光系統輸出的激發光半波長的整數倍，激發光在工作物質腔中發生共振。