[發(fā)明專利]單反射鏡頻率調(diào)諧的腔內(nèi)泵浦太赫茲波參量振蕩器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010977288.3
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112086847A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 張瑞亮
• 申請（專利權）人: 河南順博新能源科技有限公司
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;G02F1/35;G02F1/355
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原智匯知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 楊杰

本發(fā)明提供一種單反射鏡頻率調(diào)諧的腔內(nèi)泵浦太赫茲波參量振蕩器，包括依次設置的LD激光器、光纖、耦合透鏡組、激光增益介質(zhì)、基頻光后腔鏡、Stokes光后腔鏡、非線性晶體和前腔鏡；所述LD激光器、光纖與耦合透鏡組構成LD端面泵浦系統(tǒng)，并與所述前腔鏡和基頻光后腔鏡構成基頻激光諧振腔以及激光增益介質(zhì)構成基頻激光振蕩器；所述Stokes光后腔鏡與前腔鏡構成Stokes激光諧振腔，并與腔內(nèi)的非線性晶體構成Stokes激光振蕩器；所述前腔鏡為晶體端面加工形成的直角棱鏡，作為基頻光和Stokes光的共用腔鏡。本發(fā)明利用直角棱鏡原路回射光束的原理，通過調(diào)整單個反射鏡的角度即可實現(xiàn)輸出THz波的頻率調(diào)諧，簡化頻率調(diào)諧過程，提升系統(tǒng)的實用性和穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及參量太赫茲波激光源技術領域，特別涉及一種單反射鏡頻率調(diào)諧的腔內(nèi)泵浦太赫茲波參量振蕩器。

背景技術

太赫茲(THz)波是指波長范圍為3000-30μm，頻率范圍為0.1-10THz的電磁波，其波長介于紅外線與微波之間，具有許多其它波段不具備的一系列特殊性質(zhì)，其中最引人注目的是穿透性和指紋識別特性，產(chǎn)生了THz波技術最重要的兩方面應用：THz穿透成像及THz波譜測量。目前，THz波在許多基礎和應用研究領域如生物醫(yī)學、無損檢測、環(huán)境監(jiān)測、安全檢查及反恐等方面都展現(xiàn)出重大科研價值和應用前景，其中，高功率、寬帶可調(diào)諧的THz波激光源是推動技術發(fā)展的重要研究方向。

與光整流、量子級聯(lián)激光器、光電導等其他技術的THz源相比，基于受激電磁耦子散射(SPS)的THz波參量源能夠產(chǎn)生高功率、寬帶連續(xù)可調(diào)諧的相干THz激光，并具有頻率調(diào)諧簡便、室溫工作、晶體和泵浦源技術非常成熟等特點，是THz波產(chǎn)生領域的研究熱點之一。腔內(nèi)泵浦太赫茲波參量振蕩器具有低閾值、高效率、結構緊湊等優(yōu)勢，特別是采用淺表面垂直出射的THz波耦合方式，輸出的THz波具有優(yōu)異的光束質(zhì)量，現(xiàn)有方法中THz波的頻率調(diào)諧目前只能相向地精密調(diào)節(jié)兩個Stokes光腔鏡的角度來實現(xiàn)，造成頻率調(diào)諧不便和系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種單反射鏡頻率調(diào)諧的腔內(nèi)泵浦太赫茲波參量振蕩器，該振蕩器克服現(xiàn)有技術中THz波頻率調(diào)諧需要精密調(diào)節(jié)兩個諧振腔反射鏡角度，造成應用不便和穩(wěn)定性較差的問題，實現(xiàn)通過調(diào)整一個諧振腔反射鏡即可完成角度調(diào)諧過程，大大提升了系統(tǒng)的實用性和穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明的技術方案如下：

本發(fā)明提供一種單反射鏡頻率調(diào)諧的腔內(nèi)泵浦太赫茲波參量振蕩器，包括依次設置的LD激光器、光纖、耦合透鏡組、基頻光后腔鏡、激光增益介質(zhì)、Stokes光后腔鏡、非線性晶體和前腔鏡；所述LD激光器、光纖與耦合透鏡組構成LD端面泵浦系統(tǒng)，所述前腔鏡和基頻光后腔鏡構成基頻激光諧振腔，所述LD端面泵浦系統(tǒng)、基頻激光諧振腔、激光增益介質(zhì)構成基頻激光振蕩器；所述Stokes光后腔鏡與前腔鏡構成Stokes激光諧振腔，并與腔內(nèi)的非線性晶體構成Stokes激光振蕩器；所述前腔鏡為非線性晶體端面加工形成的直角棱鏡ABC，作為基頻激光振蕩器和Stokes激光振蕩器的共用腔鏡；所述直角棱鏡ABC的AB面、BC面與非線性晶體x軸的夾角分別為α、β，所述α角由非線性晶體構建淺表面垂直出射太赫茲波源的相位匹配方式確定，所述β角為β＝90°-α；基頻激光諧振腔內(nèi)的基頻光、Stokes激光諧振腔內(nèi)的Stokes光從沿非線性晶體x軸方向傳輸，入射直角棱鏡ABC后原路返回；振蕩的基頻光與Stokes光通過非線性參量作用產(chǎn)生的THz波以AB面垂直出射輸出。

泵浦光激發(fā)激光增益介質(zhì)，在基頻激光諧振腔內(nèi)形成基頻激光振蕩，基頻激光諧振腔內(nèi)的基頻光激發(fā)所述非線性晶體，發(fā)生受激電磁耦子散射，通過Stokes激光諧振腔限定相位匹配關系，形成特定頻率的Stokes光振蕩和相應頻率的THz波輸出。

優(yōu)選的，所述的非線性晶體為極性離子晶體。

優(yōu)選的，所述直角棱鏡ABC的BC面設置有高反膜；所述非線性晶體的激光入射端面設置有1050-1100nm波長的增透膜。