基于差频切伦科夫效应的可调谐太赫兹辐射源及调制方法

摘要

本发明涉及非线性光学频率变换。为实现输出可连续调谐的高功率THz波，并能够在室温下稳定运转，本发明采取的技术方案是，基于差频切伦科夫效应的可调谐太赫兹辐射源，由激光器，倍频晶体，双波长参量振荡器、谐波镜、偏振滤波片、合束镜、柱透镜和差频晶体组成，倍频晶体与双波长参量振荡器之间放置有谐波镜；双波长参量振荡器为II类相位匹配KTP晶体OPO；在参量振荡器与差频晶体之间设置有偏振滤波片、合束镜和柱透镜；差频晶体为掺氧化镁铌酸锂晶体，分子式为MgO:LiNbO3或MgO:LN，产生的THz波由差频晶体侧面的Si棱镜耦合输出。本发明主要应用于光学频率变换。

主权项

一种基于差频切伦科夫效应的可调谐太赫兹辐射源，其由激光器、倍频晶体、双波长参量振荡器、谐波镜、偏振转换偏振片、偏振滤波片、合束镜、柱透镜和差频晶体组成，所述激光器为掺钕钇铝石榴石Nd:YAG调Q激光器；所述倍频晶体为II类相位匹配的KTP晶体；所述倍频晶体与所述双波长参量振荡器之间放置有谐波镜，所述谐波镜为532nm高透、1064nm高反，将倍频过程剩余的基频光分离；在所述双波长参量振荡器与所述差频晶体之间依次设置有偏振滤波片、合束镜和柱透镜；所述差频晶体为掺氧化镁铌酸锂晶体，分子式为MgO:LiNbO3；所述双波长参量振荡器为II类相位匹配KTP晶体OPO，是由532nm倍频光泵浦，工作在简并点1064nm附近，晶体角度可旋转；所述偏振滤波片的输出光沿垂直方向偏振，所述柱透镜的焦线方向平行于偏振方向；所述掺氧化镁铌酸锂晶体为长方体，掺杂浓度为5mol%，泵浦光沿水平方向通光，对通光面即垂直‑竖立面和侧面即水平‑竖立面进行光学抛光，晶轴方向与焦线和差频光偏振方向平行；采用所述激光器倍频产生的532nm绿光，泵浦所述双波长参量振荡器，产生1064nm附近的双波长脉冲λ1、λ2，λ1与λ2偏振方向垂直，经偏振滤波片后，剩余垂直偏振的λ1；同时倍频过程剩余的1064nm基频光，经过所述谐波镜反射后，再经过偏振转换偏振片变为垂直偏振；垂直偏振的基频光与λ1通过所述合束镜合束后，由所述柱透镜聚焦至所述差频晶体中，通过差频切伦科夫效应辐射THz波，由所述差频晶体侧面的Si棱镜耦合输出；调节双波长参量振荡器中KTP晶体的角度，可改变λ1波长，从而实现THz波的连续调谐输出。