一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器
本专利技术属于太赫兹波应用
，具体涉及一种准相位匹配太赫兹波参量振荡器。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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（...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭联，张红涛，李忠洋，袁斌，李永军，邴丕彬，周玉，陈建明，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41