種子注入式太赫茲參量振蕩器研究.pdf

1、太赫茲波(Terahertz Wave)是位于微波與紅外光波之間的電磁輻射波，頻率范圍為0.1THz-10THz，波長范圍為0.03-3mm，在無損檢測、成像、環(huán)境監(jiān)測、通信和國防安全等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。太赫茲波技術(shù)是二十一世紀重要的科學(xué)技術(shù)之一。太赫茲波技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展離不開太赫茲波輻射源，獲得輸出功率高、調(diào)諧范圍寬、易于操作的太赫茲輻射源已成為研究者的一項重要工作。
　　如今產(chǎn)生太赫茲輻射源的方法主要分為兩類:電子學(xué)方法

2、、光學(xué)方法。太赫茲參量源是利用光學(xué)方法產(chǎn)生太赫茲波的裝置，現(xiàn)已經(jīng)成為重要的太赫茲輻射源之一。太赫茲參量源的原理是受激電磁耦子散射，并具有諸多優(yōu)點，如高峰值功率、可連續(xù)調(diào)諧、時間和空間相干性好、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，但太赫茲參量源輸出能量低和較高泵浦閾值的缺點限制了其發(fā)展。
　　本文研究了基于環(huán)形腔結(jié)構(gòu)種子注入式太赫茲參量振蕩器的運轉(zhuǎn)特性，非線性晶體采用了MgO摻雜濃度為5％的LiNbO3晶體，太赫茲波出射方式采用了垂直表面出射。實驗

3、結(jié)果表明，基于環(huán)形腔結(jié)構(gòu)種子注入式太赫茲參量振蕩器具有泵浦閾值低、轉(zhuǎn)化效率高、輸出能量高的優(yōu)點。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.三個鏡子與非線性晶體的全反射面組成了斯托克斯光的環(huán)形諧振腔。實驗結(jié)果表明，環(huán)形腔結(jié)構(gòu)太赫茲參量振蕩器相比于雙鏡直腔結(jié)構(gòu)太赫茲參量振蕩器具有輸入泵浦能量高的優(yōu)點，輸入的泵浦光能量提高了將近35％。在非線性晶體損傷閾值一定的情況下，更高泵浦能量輸入意味著輸出的太赫茲波能量更大。通過調(diào)節(jié)泵浦光的入

4、射角度，獲得了可調(diào)諧的太赫茲波輸出。實驗結(jié)果表明，太赫茲波的輸出脈沖能量最大達到1.05μJ，相比于雙鏡直腔結(jié)構(gòu)太赫茲參量振蕩器，太赫茲波的輸出脈沖能量獲得了明顯提升。
　　2.選用了摻鐿的增益光纖與一對光纖光柵，獲得了1070.17nm的連續(xù)線偏振激光輸出。研究了此激光器的輸出特性。利用此激光作為種子光注入到環(huán)形腔結(jié)構(gòu)太赫茲參量振蕩器中，研究了不同種子光功率與不同透過率下，獲得的太赫茲波與斯托克斯光的輸出能量。實驗結(jié)果表明，0.

5、20nm線寬種子光注入可以獲得較大的太赫茲波與斯托克斯光脈沖能量的輸出，最大的太赫茲波脈沖能量為1.16μJ，獲得的最大斯托克斯光脈沖能量輸出為40.2mJ。
　　3.利用1kHz線寬的種子激光器，研究了窄線寬種子注入對于輸出能量的影響。通過窄線寬種子光直接注入到非線性晶體中，得到了輸出的斯托克斯光光譜。實驗中，三個鏡子加上非線性晶體的全反射面組成了環(huán)形腔，窄線寬種子光的注入，提高了輸出的太赫茲波與斯托克斯光能量，降低了泵浦光閾值