CN109244800A - 一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器 - Google Patents

一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器 Download PDF

Info

Publication number
CN109244800A
CN109244800A CN201811185768.5A CN201811185768A CN109244800A CN 109244800 A CN109244800 A CN 109244800A CN 201811185768 A CN201811185768 A CN 201811185768A CN 109244800 A CN109244800 A CN 109244800A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflecting mirror
gap crystal
period
thz wave
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811185768.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109244800B (zh
Inventor
谭联
张红涛
李忠洋
袁斌
李永军
邴丕彬
周玉
陈建明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China University of Water Resources and Electric Power
Original Assignee
North China University of Water Resources and Electric Power
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China University of Water Resources and Electric Power filed Critical North China University of Water Resources and Electric Power
Priority to CN201811185768.5A priority Critical patent/CN109244800B/zh
Publication of CN109244800A publication Critical patent/CN109244800A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109244800B publication Critical patent/CN109244800B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H01S1/02—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range solid

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器，包括泵浦源、第一周期反转GaP晶体、第二周期反转GaP晶体、第三周期反转GaP晶体、第四周期反转GaP晶体，以及设置在第一周期反转GaP晶体、第二周期反转GaP晶体、第三周期反转GaP晶体和第四周期反转GaP晶体周围的反射镜，反射镜包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜。产生的Stokes光在环形谐振腔中往返振荡，通过光学参量效应可以有效放大THz波；泵浦光和Stokes光共线相互作用，有效增加泵浦光、Stokes光和THz波之间相互作用体积。

Description

一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器
技术领域
本发明属于太赫兹波应用技术领域，具体涉及一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器。
背景技术
太赫兹（THz）波，是指频率处于0.1-10THz（1THz=1012Hz）范围内的电磁波，位于毫米波与红外波之间。太赫兹波在光谱检测、成像、遥感、通信、生物医学、军事等方面都有广阔的应用前景。截止目前，尚乏高功率、高效率、相干、可调谐、小型化、室温运转的太赫兹辐射源。GaP晶体具有极大的二阶非线性系数，而且GaP晶体对太赫兹波的吸收系数较小，所以以周期反转GaP晶体为增益介质，通过光学参量效应可以产生高功率太赫兹波。
发明内容
本发明的目的是提供一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器，用以解决现有太赫兹辐射源功率低、效率低等问题。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器，包括泵浦源、第一周期反转GaP晶体、第二周期反转GaP晶体、第三周期反转GaP晶体、第四周期反转GaP晶体，以及设置在第一周期反转GaP晶体、第二周期反转GaP晶体、第三周期反转GaP晶体和第四周期反转GaP晶体周围的反射镜，反射镜包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜；
泵浦源发出的泵浦光经第一反射镜和第二反射镜反射后通过第三反射镜沿X轴正向入射第一周期反转GaP晶体和第二周期反转GaP晶体，再经第四反射镜和第五反射镜反射后沿X轴负向入射第三周期反转GaP晶体和第四周期反转GaP晶体，再经第六反射镜和第七反射镜反射后沿Y轴负向入射第四周期反转GaP晶体和第一周期反转GaP晶体，再经第八反射镜和第九反射镜反射后沿Y轴正向入射第二周期反转GaP晶体和第三周期反转GaP晶体，泵浦光从第三周期反转GaP晶体出射后经第十反射镜垂直反射后沿Y轴负向入射第三周期反转GaP晶体和第二周期反转GaP晶体，再经第九反射镜和第八反射镜反射后沿Y轴正向入射第一周期反转GaP晶体和第四周期反转GaP晶体，再经第七反射镜和第六反射镜反射后沿X轴正向入射第四周期反转GaP晶体和第三周期反转GaP晶体，再经第五反射镜和第四反射镜反射后沿X轴负向入射第二周期反转GaP晶体和第一周期反转GaP晶体；从第一周期反转GaP晶体出射的沿X轴负向的泵浦光经第三反射镜反射后沿X轴正向入射第一周期反转GaP晶体和第二周期反转GaP晶体，重复上述传播路径；
在第一周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第一太赫兹波，产生的Stokes光与第一周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第一太赫兹波入射第三周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第三周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第一太赫兹波与第三周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第六太赫兹波合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第二太赫兹波，产生的Stokes光与第一周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第二太赫兹波与第三周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第五太赫兹波合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第一太赫兹波，产生的Stokes光与第一周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第一太赫兹波入射第三周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第三周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第一太赫兹波与第三周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第六太赫兹波合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第二太赫兹波，产生的Stokes光与第一周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第二太赫兹波与第三周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第五太赫兹波合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第七太赫兹波，产生的Stokes光与第二周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第七太赫兹波入射第四周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第四周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第七太赫兹波与第四周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第四太赫兹波合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第八太赫兹波，产生的Stokes光与第二周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第八太赫兹波与第四周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第三太赫兹波合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第七太赫兹波，产生的Stokes光与第二周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第七太赫兹波入射第四周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第四周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第七太赫兹波与第四周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第四太赫兹波合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第八太赫兹波，产生的Stokes光与第二周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第八太赫兹波与第四周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第三太赫兹波合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第五太赫兹波，产生的Stokes光与第三周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第五太赫兹波入射第一周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第一周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第五太赫兹波与第一周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第二太赫兹波合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第六太赫兹波，产生的Stokes光与第三周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第六太赫兹波与第一周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第一太赫兹波合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第五太赫兹波，产生的Stokes光与第三周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第五太赫兹波入射第一周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第一周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第五太赫兹波与第一周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第二太赫兹波合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第六太赫兹波，产生的Stokes光与第三周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第六太赫兹波与第一周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第一太赫兹波合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第三太赫兹波，产生的Stokes光与第四周期反转GaP晶体中沿X轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第三太赫兹波入射第二周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第二周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第三太赫兹波与第二周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第八太赫兹波合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第四太赫兹波，产生的Stokes光与第四周期反转GaP晶体中沿X轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第四太赫兹波与第二周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第七太赫兹波合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和第三太赫兹波，产生的Stokes光与第四周期反转GaP晶体中沿Y轴负向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第三太赫兹波入射第二周期反转GaP晶体，并作为种子光放大第二周期反转GaP晶体中的光学参量效应；第三太赫兹波与第二周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第八太赫兹波合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光和和第四太赫兹波，产生的Stokes光与第四周期反转GaP晶体中沿Y轴正向传播的泵浦光共线同向传播，在由第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜组成的谐振腔中振荡放大；产生的第四太赫兹波与第二周期反转GaP晶体中经光学参量效应产生的第七太赫兹波合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体的表面出射；
光束传播的平面为X轴和Y轴所确定的平面，Z轴垂直于光束传播的平面，X轴与泵浦源出射的泵浦光的方向平行，且泵浦源出射的泵浦光的方向为X轴正向，且从第一周期反转GaP晶体的表面出射的第一太赫兹波的方向与Y轴正向的夹角为锐角。
所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜均为平面镜，第三反射镜和第十反射镜对泵浦光和Stokes光部分透射，第一反射镜、第二反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜和第九反射镜对泵浦光和Stokes光全反射。
所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜角度可调。
所述第一周期反转GaP晶体、第二周期反转GaP晶体、第三周期反转GaP晶体和第四周期反转GaP晶体在X-Y平面为正八边形，且反转周期均相等。
所述正八边形的边长为1cm，第一周期反转GaP晶体、第二周期反转GaP晶体、第三周期反转GaP晶体和第四周期反转GaP晶体在Z轴方向的厚度为1cm，反转周期为28.81μm。
所述第一周期反转GaP晶体和第三周期反转GaP晶体的周期波矢方向在X-Y平面的二、四象限与X轴成45°夹角，第二周期反转GaP晶体和第四周期反转GaP晶体的周期波矢方向在X-Y平面的一、三象限与X轴成45°夹角；泵浦光和Stokes光在X轴方向和Y轴方向上均垂直入射第一周期反转GaP晶体、第二周期反转GaP晶体、第三周期反转GaP晶体或第四周期反转GaP晶体，泵浦光和Stokes光共线传播，第一太赫兹波、第二太赫兹波、第五太赫兹波和第六太赫兹波共线，第三太赫兹波、第四太赫兹波、第七太赫兹波和第八太赫兹波共线，泵浦光与第一太赫兹波、第二太赫兹波、第三太赫兹波、第四太赫兹波、第五太赫兹波、第六太赫兹波、第七太赫兹波和第八太赫兹波的夹角均为45°。
所述Stokes光的波长均相等，第一太赫兹波、第二太赫兹波、第三太赫兹波、第四太赫兹波、第五太赫兹波、第六太赫兹波、第七太赫兹波和第八太赫兹波的频率均相等。
所述Stokes光的波长为536.98nm，第一太赫兹波、第二太赫兹波、第三太赫兹波、第四太赫兹波、第五太赫兹波、第六太赫兹波、第七太赫兹波和第八太赫兹波的频率均为0.5THz。
相对于现有技术，本发明与现有的基于光学参量效应的太赫兹辐射源相比，具有以下优点：
（1）产生的Stokes光在环形谐振腔中往返振荡，通过光学参量效应可以有效放大THz波；
（2）一束泵浦光可以产生八束THz波，光学转换效率有效增加；
（3）在光学参量过程中，腔内的Stokes光和泵浦光可以循环使用，有效提高泵浦光利用效率；
（4）四束THz波垂直于周期反转GaP晶体出射，不需要任何耦合输出装置，有效减小THz波输出损耗；
（5）泵浦光和Stokes光共线相互作用，有效增加泵浦光、Stokes光和THz波之间相互作用体积。
附图说明
图1是本发明实施例的结构原理图。
图2是周期反转GaP晶体中泵浦光、Stokes光和THz波相位匹配示意图，图中Kp、Ks、KT分别为泵浦光、Stokes光、THz波的波矢，KΛ为周期反转GaP晶体的周期波矢。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器，包括泵浦源1、第一周期反转GaP晶体7、第二周期反转GaP晶体8、第三周期反转GaP晶体9、第四周期反转GaP晶体10，以及设置在第一周期反转GaP晶体7、第二周期反转GaP晶体8、第三周期反转GaP晶体9和第四周期反转GaP晶体10周围的反射镜，反射镜包括第一反射镜3、第二反射镜4、第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17；
泵浦源1发出的泵浦光2经第一反射镜3和第二反射镜4反射后通过第三反射镜5沿X轴正向入射第一周期反转GaP晶体7和第二周期反转GaP晶体8，再经第四反射镜11和第五反射镜12反射后沿X轴负向入射第三周期反转GaP晶体9和第四周期反转GaP晶体10，再经第六反射镜13和第七反射镜14反射后沿Y轴负向入射第四周期反转GaP晶体10和第一周期反转GaP晶体7，再经第八反射镜（15）和第九反射镜16反射后沿Y轴正向入射第二周期反转GaP晶体8和第三周期反转GaP晶体9，泵浦光2从第三周期反转GaP晶体9出射后经第十反射镜17垂直反射后沿Y轴负向入射第三周期反转GaP晶体9和第二周期反转GaP晶体8，再经第九反射镜16和第八反射镜15反射后沿Y轴正向入射第一周期反转GaP晶体7和第四周期反转GaP晶体10，再经第七反射镜14和第六反射镜13反射后沿X轴正向入射第四周期反转GaP晶体10和第三周期反转GaP晶体9，再经第五反射镜12和第四反射镜11反射后沿X轴负向入射第二周期反转GaP晶体8和第一周期反转GaP晶体7；从第一周期反转GaP晶体7出射的沿X轴负向的泵浦光2经第三反射镜5反射后沿X轴正向入射第一周期反转GaP晶体7和第二周期反转GaP晶体8，重复上述传播路径；
本实施例采用的泵浦源为准连续激光器，波长为536.5nm，脉冲宽度为10ns，重复频率为10KHz，功率密度为5MW/cm2。
在第一周期反转GaP晶体7中沿X轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第一太赫兹波18，产生的Stokes光6与第一周期反转GaP晶体7中沿X轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第一太赫兹波18入射第三周期反转GaP晶体9，并作为种子光放大第三周期反转GaP晶体9中的光学参量效应；第一太赫兹波18与第三周期反转GaP晶体9中经光学参量效应产生的第六太赫兹波23合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体9的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体7中沿X轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第二太赫兹波19，产生的Stokes光6与第一周期反转GaP晶体7中沿X轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第二太赫兹波19与第三周期反转GaP晶体9中经光学参量效应产生的第五太赫兹波22合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体7的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体7中沿Y轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第一太赫兹波18，产生的Stokes光6与第一周期反转GaP晶体7中沿Y轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第一太赫兹波18入射第三周期反转GaP晶体9，并作为种子光放大第三周期反转GaP晶体9中的光学参量效应；第一太赫兹波18与第三周期反转GaP晶体9中经光学参量效应产生的第六太赫兹波23合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体9的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体7中沿Y轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第二太赫兹波19，产生的Stokes光6与第一周期反转GaP晶体7中沿Y轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第二太赫兹波19与第三周期反转GaP晶体9中经光学参量效应产生的第五太赫兹波22合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体7的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体8中沿X轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第七太赫兹波24，产生的Stokes光6与第二周期反转GaP晶体8中沿X轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第七太赫兹波24入射第四周期反转GaP晶体10，并作为种子光放大第四周期反转GaP晶体10中的光学参量效应；第七太赫兹波24与第四周期反转GaP晶体10中经光学参量效应产生的第四太赫兹波21合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体10的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体8中沿X轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第八太赫兹波25，产生的Stokes光6与第二周期反转GaP晶体8中沿X轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第八太赫兹波25与第四周期反转GaP晶体10中经光学参量效应产生的第三太赫兹波20合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体8的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体8中沿Y轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第七太赫兹波24，产生的Stokes光6与第二周期反转GaP晶体8中沿Y轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第七太赫兹波24入射第四周期反转GaP晶体10，并作为种子光放大第四周期反转GaP晶体10中的光学参量效应；第七太赫兹波24与第四周期反转GaP晶体10中经光学参量效应产生的第四太赫兹波21合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体10的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体8中沿Y轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第八太赫兹波25，产生的Stokes光6与第二周期反转GaP晶体8中沿Y轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第八太赫兹波25与第四周期反转GaP晶体10中经光学参量效应产生的第三太赫兹波20合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体8的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体9中沿X轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第五太赫兹波22，产生的Stokes光6与第三周期反转GaP晶体9中沿X轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第五太赫兹波22入射第一周期反转GaP晶体7，并作为种子光放大第一周期反转GaP晶体7中的光学参量效应；第五太赫兹波22与第一周期反转GaP晶体7中经光学参量效应产生的第二太赫兹波19合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体7的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体9中沿X轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第六太赫兹波23，产生的Stokes光6与第三周期反转GaP晶体9中沿X轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第六太赫兹波23与第一周期反转GaP晶体7中经光学参量效应产生的第一太赫兹波18合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体9的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体9中沿Y轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第五太赫兹波22，产生的Stokes光6与第三周期反转GaP晶体9中沿Y轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第五太赫兹波22入射第一周期反转GaP晶体7，并作为种子光放大第一周期反转GaP晶体7中的光学参量效应；第五太赫兹波22与第一周期反转GaP晶体7中经光学参量效应产生的第二太赫兹波19合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体7的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体9中沿Y轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第六太赫兹波23，产生的Stokes光6与第三周期反转GaP晶体9中沿Y轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第六太赫兹波23与第一周期反转GaP晶体7中经光学参量效应产生的第一太赫兹波18合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体9的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体10中沿X轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第三太赫兹波20，产生的Stokes光6与第四周期反转GaP晶体10中沿X轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第三太赫兹波20入射第二周期反转GaP晶体8，并作为种子光放大第二周期反转GaP晶体8中的光学参量效应；第三太赫兹波20与第二周期反转GaP晶体8中经光学参量效应产生的第八太赫兹波25合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体8的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体10中沿X轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第四太赫兹波21，产生的Stokes光6与第四周期反转GaP晶体10中沿X轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第四太赫兹波21与第二周期反转GaP晶体8中经光学参量效应产生的第七太赫兹波24合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体10的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体10中沿Y轴负向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和第三太赫兹波20，产生的Stokes光6与第四周期反转GaP晶体10中沿Y轴负向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第三太赫兹波20入射第二周期反转GaP晶体8，并作为种子光放大第二周期反转GaP晶体8中的光学参量效应；第三太赫兹波20与第二周期反转GaP晶体8中经光学参量效应产生的第八太赫兹波25合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体8的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体10中沿Y轴正向传播的泵浦光2在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光6和和第四太赫兹波21，产生的Stokes光6与第四周期反转GaP晶体10中沿Y轴正向传播的泵浦光2共线同向传播，在由第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17组成的谐振腔中振荡放大；产生的第四太赫兹波21与第二周期反转GaP晶体8中经光学参量效应产生的第七太赫兹波24合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体10的表面出射；
光束传播的平面为X轴和Y轴所确定的平面，Z轴垂直于光束传播的平面，X轴与泵浦源出射的泵浦光的方向平行，且泵浦源出射的泵浦光的方向为X轴正向，且从第一周期反转GaP晶体7的表面出射的第一太赫兹波18的方向与Y轴正向的夹角为锐角。
第一反射镜3、第二反射镜4、第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17均为平面镜，第三反射镜5和第十反射镜17对泵浦光2和Stokes光6部分透射，第一反射镜3、第二反射镜4、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15和第九反射镜16对泵浦光2和Stokes光6全反射。
第三反射镜5和第十反射镜17对波长范围在530-550nm的泵浦光2和Stokes光6的透过率为10%，第一反射镜3、第二反射镜4、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15和第九反射镜16对波长范围在530-550nm的泵浦光2和Stokes光6全反射。
第一反射镜3、第二反射镜4、第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17角度可调。通过改变第一反射镜3、第二反射镜4、第三反射镜5、第四反射镜11、第五反射镜12、第六反射镜13、第七反射镜14、第八反射镜15、第九反射镜16和第十反射镜17的角度，可改变泵浦光2和Stokes光6的传播方向。
第一周期反转GaP晶体7、第二周期反转GaP晶体8、第三周期反转GaP晶体9和第四周期反转GaP晶体10在X-Y平面为正八边形，且反转周期均相等。
正八边形的边长为1cm，第一周期反转GaP晶体7、第二周期反转GaP晶体8、第三周期反转GaP晶体9和第四周期反转GaP晶体10在Z轴方向的厚度为1cm，反转周期为28.81μm。
第一周期反转GaP晶体7和第三周期反转GaP晶体9的周期波矢方向在X-Y平面的二、四象限与X轴成45°夹角，第二周期反转GaP晶体8和第四周期反转GaP晶体10的周期波矢方向在X-Y平面的一、三象限与X轴成45°夹角；泵浦光2和Stokes光6在X轴方向和Y轴方向上均垂直入射第一周期反转GaP晶体7、第二周期反转GaP晶体8、第三周期反转GaP晶体9或第四周期反转GaP晶体10，泵浦光2和Stokes光6共线传播，第一太赫兹波18、第二太赫兹波19、第五太赫兹波22和第六太赫兹波23共线，第三太赫兹波20、第四太赫兹波21、第七太赫兹波24和第八太赫兹波25共线，泵浦光2与第一太赫兹波18、第二太赫兹波19、第三太赫兹波20、第四太赫兹波21、第五太赫兹波22、第六太赫兹波23、第七太赫兹波24和第八太赫兹波25的夹角均为45°。
泵浦光2、Stokes光6、第一太赫兹波18、第二太赫兹波19、第三太赫兹波20、第四太赫兹波21、第五太赫兹波22、第六太赫兹波23、第七太赫兹波24和第八太赫兹波25的相位匹配情况如图2所示。
Stokes光6的波长均相等，第一太赫兹波18、第二太赫兹波19、第三太赫兹波20、第四太赫兹波21、第五太赫兹波22、第六太赫兹波23、第七太赫兹波24和第八太赫兹波25的频率均相等。
Stokes光6的波长为536.98nm，第一太赫兹波18、第二太赫兹波19、第三太赫兹波20、第四太赫兹波21、第五太赫兹波22、第六太赫兹波23、第七太赫兹波24和第八太赫兹波25的频率均为0.5THz。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：包括泵浦源（1）、第一周期反转GaP晶体（7）、第二周期反转GaP晶体（8）、第三周期反转GaP晶体（9）、第四周期反转GaP晶体（10），以及设置在第一周期反转GaP晶体（7）、第二周期反转GaP晶体（8）、第三周期反转GaP晶体（9）和第四周期反转GaP晶体（10）周围的反射镜，反射镜包括第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）；
泵浦源（1）发出的泵浦光（2）经第一反射镜（3）和第二反射镜（4）反射后通过第三反射镜（5）沿X轴正向入射第一周期反转GaP晶体（7）和第二周期反转GaP晶体（8），再经第四反射镜（11）和第五反射镜（12）反射后沿X轴负向入射第三周期反转GaP晶体（9）和第四周期反转GaP晶体（10），再经第六反射镜（13）和第七反射镜（14）反射后沿Y轴负向入射第四周期反转GaP晶体（10）和第一周期反转GaP晶体（7），再经第八反射镜（15）和第九反射镜（16）反射后沿Y轴正向入射第二周期反转GaP晶体（8）和第三周期反转GaP晶体（9），泵浦光（2）从第三周期反转GaP晶体（9）出射后经第十反射镜（17）垂直反射后沿Y轴负向入射第三周期反转GaP晶体（9）和第二周期反转GaP晶体（8），再经第九反射镜（16）和第八反射镜（15）反射后沿Y轴正向入射第一周期反转GaP晶体（7）和第四周期反转GaP晶体（10），再经第七反射镜（14）和第六反射镜（13）反射后沿X轴正向入射第四周期反转GaP晶体（10）和第三周期反转GaP晶体（9），再经第五反射镜（12）和第四反射镜（11）反射后沿X轴负向入射第二周期反转GaP晶体（8）和第一周期反转GaP晶体（7）；从第一周期反转GaP晶体（7）出射的沿X轴负向的泵浦光（2）经第三反射镜（5）反射后沿X轴正向入射第一周期反转GaP晶体（7）和第二周期反转GaP晶体（8），重复上述传播路径；
在第一周期反转GaP晶体（7）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第一太赫兹波（18），产生的Stokes光（6）与第一周期反转GaP晶体（7）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第一太赫兹波（18）入射第三周期反转GaP晶体（9），并作为种子光放大第三周期反转GaP晶体（9）中的光学参量效应；第一太赫兹波（18）与第三周期反转GaP晶体（9）中经光学参量效应产生的第六太赫兹波（23）合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体（9）的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体（7）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第二太赫兹波（19），产生的Stokes光（6）与第一周期反转GaP晶体（7）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第二太赫兹波（19）与第三周期反转GaP晶体（9）中经光学参量效应产生的第五太赫兹波（22）合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体（7）的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体（7）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第一太赫兹波（18），产生的Stokes光（6）与第一周期反转GaP晶体（7）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第一太赫兹波（18）入射第三周期反转GaP晶体（9），并作为种子光放大第三周期反转GaP晶体（9）中的光学参量效应；第一太赫兹波（18）与第三周期反转GaP晶体（9）中经光学参量效应产生的第六太赫兹波（23）合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体（9）的表面出射；
在第一周期反转GaP晶体（7）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第二太赫兹波（19），产生的Stokes光（6）与第一周期反转GaP晶体（7）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第二太赫兹波（19）与第三周期反转GaP晶体（9）中经光学参量效应产生的第五太赫兹波（22）合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体（7）的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体（8）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第七太赫兹波（24），产生的Stokes光（6）与第二周期反转GaP晶体（8）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第七太赫兹波（24）入射第四周期反转GaP晶体（10），并作为种子光放大第四周期反转GaP晶体（10）中的光学参量效应；第七太赫兹波（24）与第四周期反转GaP晶体（10）中经光学参量效应产生的第四太赫兹波（21）合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体（10）的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体（8）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第八太赫兹波（25），产生的Stokes光（6）与第二周期反转GaP晶体（8）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第八太赫兹波（25）与第四周期反转GaP晶体（10）中经光学参量效应产生的第三太赫兹波（20）合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体（8）的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体（8）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第七太赫兹波（24），产生的Stokes光（6）与第二周期反转GaP晶体（8）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第七太赫兹波（24）入射第四周期反转GaP晶体（10），并作为种子光放大第四周期反转GaP晶体（10）中的光学参量效应；第七太赫兹波（24）与第四周期反转GaP晶体（10）中经光学参量效应产生的第四太赫兹波（21）合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体（10）的表面出射；
在第二周期反转GaP晶体（8）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第八太赫兹波（25），产生的Stokes光（6）与第二周期反转GaP晶体（8）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第八太赫兹波（25）与第四周期反转GaP晶体（10）中经光学参量效应产生的第三太赫兹波（20）合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体（8）的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体（9）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第五太赫兹波（22），产生的Stokes光（6）与第三周期反转GaP晶体（9）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第五太赫兹波（22）入射第一周期反转GaP晶体（7），并作为种子光放大第一周期反转GaP晶体（7）中的光学参量效应；第五太赫兹波（22）与第一周期反转GaP晶体（7）中经光学参量效应产生的第二太赫兹波（19）合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体（7）的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体（9）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第六太赫兹波（23），产生的Stokes光（6）与第三周期反转GaP晶体（9）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第六太赫兹波（23）与第一周期反转GaP晶体（7）中经光学参量效应产生的第一太赫兹波（18）合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体（9）的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体（9）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第五太赫兹波（22），产生的Stokes光（6）与第三周期反转GaP晶体（9）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第五太赫兹波（22）入射第一周期反转GaP晶体（7），并作为种子光放大第一周期反转GaP晶体（7）中的光学参量效应；第五太赫兹波（22）与第一周期反转GaP晶体（7）中经光学参量效应产生的第二太赫兹波（19）合为一束，并垂直于第一周期反转GaP晶体（7）的表面出射；
在第三周期反转GaP晶体（9）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第六太赫兹波（23），产生的Stokes光（6）与第三周期反转GaP晶体（9）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第六太赫兹波（23）与第一周期反转GaP晶体（7）中经光学参量效应产生的第一太赫兹波（18）合为一束，并垂直于第三周期反转GaP晶体（9）的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体（10）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第三太赫兹波（20），产生的Stokes光（6）与第四周期反转GaP晶体（10）中沿X轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第三太赫兹波（20）入射第二周期反转GaP晶体（8），并作为种子光放大第二周期反转GaP晶体（8）中的光学参量效应；第三太赫兹波（20）与第二周期反转GaP晶体（8）中经光学参量效应产生的第八太赫兹波（25）合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体（8）的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体（10）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第四太赫兹波（21），产生的Stokes光（6）与第四周期反转GaP晶体（10）中沿X轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第四太赫兹波（21）与第二周期反转GaP晶体（8）中经光学参量效应产生的第七太赫兹波（24）合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体（10）的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体（10）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和第三太赫兹波（20），产生的Stokes光（6）与第四周期反转GaP晶体（10）中沿Y轴负向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第三太赫兹波（20）入射第二周期反转GaP晶体（8），并作为种子光放大第二周期反转GaP晶体（8）中的光学参量效应；第三太赫兹波（20）与第二周期反转GaP晶体（8）中经光学参量效应产生的第八太赫兹波（25）合为一束，并垂直于第二周期反转GaP晶体（8）的表面出射；
在第四周期反转GaP晶体（10）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）在准相位匹配条件下经光学参量效应产生Stokes光（6）和和第四太赫兹波（21），产生的Stokes光（6）与第四周期反转GaP晶体（10）中沿Y轴正向传播的泵浦光（2）共线同向传播，在由第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）组成的谐振腔中振荡放大；产生的第四太赫兹波（21）与第二周期反转GaP晶体（8）中经光学参量效应产生的第七太赫兹波（24）合为一束，并垂直于第四周期反转GaP晶体（10）的表面出射；
光束传播的平面为X轴和Y轴所确定的平面，Z轴垂直于光束传播的平面，X轴与泵浦源出射的泵浦光的方向平行，且泵浦源出射的泵浦光的方向为X轴正向，且从第一周期反转GaP晶体（7）的表面出射的第一太赫兹波（18）的方向与Y轴正向的夹角为锐角。
2.根据权利要求1所述的准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：所述第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）均为平面镜，第三反射镜（5）和第十反射镜（17）对泵浦光（2）和Stokes光（6）部分透射，第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）和第九反射镜（16）对泵浦光（2）和Stokes光（6）全反射。
3.根据权利要求1所述的准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：所述第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、第三反射镜（5）、第四反射镜（11）、第五反射镜（12）、第六反射镜（13）、第七反射镜（14）、第八反射镜（15）、第九反射镜（16）和第十反射镜（17）角度可调。
4.根据权利要求1所述的准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：所述第一周期反转GaP晶体（7）、第二周期反转GaP晶体（8）、第三周期反转GaP晶体（9）和第四周期反转GaP晶体（10）在X-Y平面为正八边形，且反转周期均相等。
5.根据权利要求4所述的准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：所述正八边形的边长为1cm，第一周期反转GaP晶体（7）、第二周期反转GaP晶体（8）、第三周期反转GaP晶体（9）和第四周期反转GaP晶体（10）在Z轴方向的厚度为1cm，反转周期为28.81μm。
6.根据权利要求4所述的准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：所述第一周期反转GaP晶体（7）和第三周期反转GaP晶体（9）的周期波矢方向在X-Y平面的二、四象限与X轴成45°夹角，第二周期反转GaP晶体（8）和第四周期反转GaP晶体（10）的周期波矢方向在X-Y平面的一、三象限与X轴成45°夹角；泵浦光（2）和Stokes光（6）在X轴方向和Y轴方向上均垂直入射第一周期反转GaP晶体（7）、第二周期反转GaP晶体（8）、第三周期反转GaP晶体（9）或第四周期反转GaP晶体（10），泵浦光（2）和Stokes光（6）共线传播，第一太赫兹波（18）、第二太赫兹波（19）、第五太赫兹波（22）和第六太赫兹波（23）共线，第三太赫兹波（20）、第四太赫兹波（21）、第七太赫兹波（24）和第八太赫兹波（25）共线，泵浦光（2）与第一太赫兹波（18）、第二太赫兹波（19）、第三太赫兹波（20）、第四太赫兹波（21）、第五太赫兹波（22）、第六太赫兹波（23）、第七太赫兹波（24）和第八太赫兹波（25）的夹角均为45°。
7.根据权利要求1所述的准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：所述Stokes光（6）的波长均相等，第一太赫兹波（18）、第二太赫兹波（19）、第三太赫兹波（20）、第四太赫兹波（21）、第五太赫兹波（22）、第六太赫兹波（23）、第七太赫兹波（24）和第八太赫兹波（25）的频率均相等。
8.根据权利要求1所述的准相位匹配太赫兹波参量振荡器，其特征在于：所述Stokes光（6）的波长为536.98nm，第一太赫兹波（18）、第二太赫兹波（19）、第三太赫兹波（20）、第四太赫兹波（21）、第五太赫兹波（22）、第六太赫兹波（23）、第七太赫兹波（24）和第八太赫兹波（25）的频率均为0.5THz。
CN201811185768.5A 2018-10-11 2018-10-11 一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器 Active CN109244800B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811185768.5A CN109244800B (zh) 2018-10-11 2018-10-11 一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811185768.5A CN109244800B (zh) 2018-10-11 2018-10-11 一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109244800A true CN109244800A (zh) 2019-01-18
CN109244800B CN109244800B (zh) 2021-02-26

Family

ID=65053284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811185768.5A Active CN109244800B (zh) 2018-10-11 2018-10-11 一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109244800B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU782678A1 (ru) * 1979-03-07 1996-02-20 Институт прикладной физики АН СССР Параметрический генератор ультракоротких импульсов оптического диапазона
JP2005195707A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Semiconductor Res Found テラヘルツ電磁波発振器
CN102331649A (zh) * 2011-10-22 2012-01-25 西北大学 一种多波长太赫兹波参量振荡器
CN102460860A (zh) * 2009-06-12 2012-05-16 振幅科技 高倍固态光学放大方法和系统
CN105637411A (zh) * 2013-10-09 2016-06-01 佳能株式会社 太赫兹波产生元件和太赫兹波检测元件
CN106451034A (zh) * 2016-10-21 2017-02-22 华北水利水电大学 一种太赫兹波增强的太赫兹波辐射源
JP2018054959A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 国立研究開発法人理化学研究所 テラヘルツ波生成装置、光パラメトリック増幅器、テラヘルツ波検出器、および非線形光学素子
WO2018129675A1 (zh) * 2017-01-11 2018-07-19 深圳大学 一种周期性极化晶体及光参量放大器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU782678A1 (ru) * 1979-03-07 1996-02-20 Институт прикладной физики АН СССР Параметрический генератор ультракоротких импульсов оптического диапазона
JP2005195707A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Semiconductor Res Found テラヘルツ電磁波発振器
CN102460860A (zh) * 2009-06-12 2012-05-16 振幅科技 高倍固态光学放大方法和系统
CN102331649A (zh) * 2011-10-22 2012-01-25 西北大学 一种多波长太赫兹波参量振荡器
CN105637411A (zh) * 2013-10-09 2016-06-01 佳能株式会社 太赫兹波产生元件和太赫兹波检测元件
JP2018054959A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 国立研究開発法人理化学研究所 テラヘルツ波生成装置、光パラメトリック増幅器、テラヘルツ波検出器、および非線形光学素子
CN106451034A (zh) * 2016-10-21 2017-02-22 华北水利水电大学 一种太赫兹波增强的太赫兹波辐射源
WO2018129675A1 (zh) * 2017-01-11 2018-07-19 深圳大学 一种周期性极化晶体及光参量放大器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LI ZY 等: "Terahertz Wave Generation via Stimulated Polariton Scattering in BaTiO3 Bulk Crystal with High Parametric Gain", 《CURRENT OPTICS AND PHOTONICS》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109244800B (zh) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6810954B2 (ja) テラヘルツ波生成装置、光パラメトリック増幅器、テラヘルツ波検出器、および非線形光学素子
CN102918456A (zh) 太赫兹波产生元件、太赫兹波检测元件和太赫兹时域分光装置
JP6946282B2 (ja) サブナノ秒広域スペクトル発生レーザーシステム
CN101592845A (zh) 双波长可调谐内腔太赫兹参量振荡器及其使用方法
CN104503183B (zh) 自变频太赫兹参量振荡器
CN104269720A (zh) 一种基于内腔光学参量和差频效应的太赫兹辐射源
CN105119139B (zh) 基于双角锥谐振腔可调谐单纵模2μm固体激光器
CN106159643B (zh) 一种基于级联参量效应的太赫兹波参量振荡器
CN110137779A (zh) 一种双内腔太赫兹波参量振荡器
CN210040868U (zh) 一种近红外和中红外同时输出的可调谐激光器
JP2010139604A (ja) 電磁波発生・伝送装置
CN109143720B (zh) 一种产生多束太赫兹波的光学参量发生器
CN109244800A (zh) 一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器
CN109193316B (zh) 一种多极化周期太赫兹波参量振荡器
CN102331650A (zh) 一种基于直角棱镜谐振腔的宽带太赫兹波辐射源
CN109193315B (zh) 一种双频太赫兹波参量振荡器
RU106990U1 (ru) Лазер с оптическим параметрическим генератором
CN105742944B (zh) 一种双波长、窄线宽太赫兹波参量振荡器
CN109167236A (zh) 一种三维太赫兹波参量振荡器
US8357919B2 (en) Systems, methods, and apparatus for generating terahertz electromagnetic radiation
CN104037595A (zh) 一种基于光学参量效应的太赫兹波放大器
CN109119871B (zh) 一种环形腔太赫兹波参量振荡器
CN109301681B (zh) 一种高效率太赫兹波参量振荡器
Kolker et al. A nanosecond optical parametric oscillator in the mid-IR region with double-pass pump
CN106207717A (zh) 一种基于光学差频效应的多束太赫兹波辐射源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant