[發明專利]一種增強太赫茲波的參量振蕩器

有效

• 申請號: 202010724905.9
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111786244B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 姚建銓;王思磊;張雅婷;鄭程龍;李繼濤;李夢瑤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;G02F1/35;G02F1/39
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

本發明公開了一種增強太赫茲波的參量振蕩器，包括泵浦源、第一分光棱鏡、第二分光棱鏡、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、第六反射鏡、第七反射鏡和第八反射鏡。本發明中從泵浦源出射的泵浦光經過分光棱鏡變為透射泵浦光和反射泵浦光兩個部分，透射泵浦光垂直入射至LiNbO₃晶體，滿足相位匹配條件時，泵浦光在LiNbO₃晶體內部通過參量過程產生信號光，信號光分別在兩個諧振腔中振蕩放大，在分光棱鏡和反射鏡的作用下，泵浦光在晶體周圍形成振蕩，同時泵浦光與信號光基于光學參量作用在晶體的內部產生多束太赫茲波，實現了泵浦光到太赫茲波轉換效率的提高。

技術領域

本發明屬于太赫茲波技術領域，具體涉及一種增強太赫茲波的參量振蕩器。

背景技術

太赫茲（Terahertz，THz）波又稱為遠紅外波，是指中心頻率為10¹²Hz（1THz）的電磁波，在電磁波頻譜中，太赫茲波段處在毫米波與紅外波段之間，即波長在30-3000μm之間，頻率在0.1-10 THz之間。長期以來，缺乏高能量太赫茲波輻射源和高效探測手段，對太赫茲波段的應用研究較少，使得太赫茲波段成為電磁波譜中亟需研究突破的窗口。由于太赫茲波處于電子學與光子學波譜的中間過渡區，使得太赫茲波具備許多獨特優點：（1）太赫茲波量子能量低：太赫茲波無電離特性，太赫茲波光子能量較低，相比X射線更安全，1THz對應的能量僅為4.1meV。在對人體皮膚及其他生物樣品檢測時，不會出現光致損傷；（2）太赫茲波具備良好的穿透性：太赫茲波可以穿透多數非極性材料提取樣品特征信息；（3）太赫茲波的“指紋”特性：由于許多生物大分子的振動和轉動頻率處于太赫茲段，因此，大部分物質在太赫茲波段包含豐富的物理和化學特征信息；（4）太赫茲波帶寬較寬：太赫茲波帶寬為0.1-10THz，可以高速通信傳輸數據。以太赫茲波為通信載體時，可以容納更多載波信息，發揮出更高傳輸速率及更寬頻帶范圍的優勢作用，在無線通信領域具有廣闊的應用前景。太赫茲波也得益于這些獨特的優異特點，使得太赫茲波在生物學和醫學檢測、無線通訊、安全檢測和軍事領域得到較好發揮。而且，太赫茲領域現已成為具有潛力的前沿交叉學科，無論是在科學研究還是在工程應用領域，太赫茲技術都表現出了巨大的科學研究價值和廣闊的應用前景。

高效率高功率太赫茲輻射源是太赫茲技術得以應用的關鍵。目前產生太赫茲輻射源的方法主要有電子學和光子學方法。產生太赫茲波的方法主要有電子學方法和光子學方法，由于電子學方法工作機制是由低頻光子進行倍頻上轉換輸出，大部分設備主要局限于低頻波段，當工作頻率大于1THz時，輸出功率大幅度衰減，且可調諧范圍能力較弱。光子學方法主要由近紅外波段向太赫茲波段延伸，基于光子學方法的太赫茲輻射源可實現連續調諧，相干性好，結構緊湊等優點，但該方法仍然存在轉換效率低的問題。

發明內容

針對以上所述的太赫茲波輸出功率低、可調諧范圍受限的問題，本發明提出了一種增強太赫茲波的參量振蕩器。

為解決以上技術問題，本發明所采用的技術方案如下：