基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置及方法
【专利摘要】一种基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置及方法，有激光器和接收激光器出射光的由聚焦凸透镜和聚焦凹透镜组成的聚焦透镜组；掺氧化镁铌酸锂晶体；第一泵浦光高反镜和第二泵浦光高反镜；位于第二泵浦光高反镜和可旋转电控振镜的反射光路上的第一环形腔腔镜；位于通过掺氧化镁铌酸锂晶体的泵浦光反射光路和掺氧化镁铌酸锂晶体的Stokes光出射光路上的第三环形腔腔镜；位于第三环形腔腔镜的反射光路上的第二环形腔腔镜；位于第二环形腔腔镜的反射光路上的可旋转电控振镜；用于接收第二环形腔腔镜的透射光的激光接收器；用于控制可旋转电控振镜上电压的计算机。本发明可实现太赫兹波的频率快速调谐，可实现THz波高功率稳定输出。
【专利说明】基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太赫兹参量振荡辐射源。特别是涉及一种基于罗兰圆的快速调谐 太赫兹参量振荡辐射源装置及方法。
【背景技术】
[0002] 太赫兹（Terahertz，简称THz，ITHz = 1012Hz)辐射源是THz领域科技发展的关键 核心技术，它是指频率从100GHz到ΙΟΤΗζ，相应的波长从3毫米到30微米，介于毫米波与红 外光之间频谱范围相当宽的电磁波谱区域。由于其在电磁波谱中所处的特殊位置，具有一 系列特殊的性质。特别是可快速调谐、高功率、窄线宽的THz相干辐射源在材料科学、固体 物理、分子分析、大气探索、生命科学、化学气体追踪、材料测试、食品检测等国民和国防安 全等领域具有广泛的应用价值。
[0003] 基于受激电磁稱子散射的太赫兹参量振荡（Terahertz Parametric Generation/ Terahertz Parametric Oscillator，简称TPG/TP0)技术是获得相干可调谐THz福射源的 主要方法之一。ΤΡ0的原理是基于铁电晶体的受激拉曼极化声子散射机理，当泵浦足够强 时，入射的近红外的泵浦光子与晶体中同时具有红外和拉曼活性的A1对称最低光学软模 发生作用，激发出一个频率相近的近红外Stokes光子，同时产生受激电磁耦子，导致THz波 的产生。目前多采用外腔泵浦TP0/TPG和种子注入技术，只需要一个固定波长的泵浦光，在 非线性相位匹配条件下，通过改变泵浦光与Stokes光的角度，则可以实现THz波的可调谐 输出。常采用的调谐方式包括改变泵浦光的入射角度和旋转Stokes光谐振腔两种方式。 当固定Stokes光谐振腔，改变泵浦光的入射角度时，可以实现太赫兹波输出频率的快速调 谐，但入射光入射到非线性晶体中的位置会发生一定的变化，这就导致泵浦光与Stokes光 在非线性晶体中的互作用位置发生改变，从而影响了 THz波的输出功率和转换效率，并且 对THz波的收集探测产生一定的影响。当固定泵浦光的入射方向，改变Stokes整个谐振腔 的角度实现调谐时，由于需要同时旋转Stokes光谐振腔镜和铌酸锂晶体，这就需要整个平 台旋转移动，调谐速度较慢，难以满足实际应用的需要。
[0004] 为了提高THz波的输出功率与光束质量，采用THz波垂直铌酸锂晶体表面发射腔 结构可以有效的减少铌酸锂晶体对产生THz波的吸收，但该方案采用旋转整个Stokes谐振 腔实现调谐，未能同时满足高功率输出（能够实现室温探测）与频率快速调谐的需求，存在 着耦合泵浦难度大、调谐速度慢等缺点，制约了其在科研领域、国防安全的实际应用。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实现快速连续调谐的高功率THz波 输出，并能够在室温下稳定运转，实现室温探测的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡 辐射源装置及方法。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：一种基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射 源装置，包括有激光器和接收激光器出射光的由聚焦凸透镜和聚焦凹透镜组成的聚焦透镜 组，还设置有：
[0007] 掺氧化镁铌酸锂晶体，为等腰梯形结构，用于输出不同频率的太赫兹波；
[0008] 第一泵浦光高反镜和第二泵浦光高反镜，依次设置在所述聚焦透镜组的出射光路 上，用于将聚焦透镜组输出的泵浦光送入到掺氧化镁铌酸锂晶体内；
[0009] 环形腔参量振荡器，用于使掺氧化镁铌酸锂晶体输出不同频率的太赫兹波，包括 有依次设置并与所述的掺氧化镁铌酸锂晶体共同形成环形光路的第一环形腔腔镜、可旋转 电控振镜、第二环形腔腔镜和第三环形腔腔镜，其中，所述的第一环形腔腔镜位于第二泵浦 光高反镜和可旋转电控振镜的反射光路上，所述的第三环形腔腔镜位于通过掺氧化镁铌酸 锂晶体的泵浦光反射光路和掺氧化镁铌酸锂晶体的Stokes光出射光路上，所述的第二环 形腔腔镜位于第三环形腔腔镜的反射光路上，所述的可旋转电控振镜位于第二环形腔腔镜 的反射光路上；
[0010] 激光接收器，设置在环形腔参量振荡器中第二环形腔腔镜的出射光路上，用于接 收第二环形腔腔镜的透射光；
[0011] 计算机，通过数据采集卡连接环形腔参量振荡器中的可旋转电控振镜，用于控制 可旋转电控振镜上的电压，达到改变可旋转电控振镜的旋转角度，从而使掺氧化镁铌酸锂 晶体输出不同频率的太赫兹波。
[0012] 所述的激光器为掺钕钇铝石榴石Nd:YAG调Q激光器，输出波长为1064nm，脉宽为 ns量级，偏振态为沿z轴方向偏振的线偏振光。
[0013] 所述的第一泵浦光高反镜和第二泵浦光高反镜均镀l〇64nm高反膜。
[0014] 所述的掺氧化镁铌酸锂晶体的分子式为MgO: LiNb03或MgO: LN，产生的太赫兹波由 垂直于掺氧化镁铌酸锂晶体表面的方向输出，所述的环形腔参量振荡器满足罗兰圆结构， 即光线在掺氧化镁铌酸锂晶体中的交叉点相对于第一环形腔腔镜、第二环形腔腔镜和第三 环形腔腔镜的镜像点都位于圆周上，所述可旋转电控振镜位于圆的切线位置。
[0015] 所述的激光接收器为l〇64nm激光接收器。
[0016] 所述的第一环形腔腔镜和第二环形腔腔镜均是分别镀l〇64nm高透膜和 1067-1076nm高反膜，所述的可旋转电控振镜和第三环形腔腔镜均是镀1064-1076nm高反 膜。
[0017] 所述等腰梯形结构的掺氧化镁铌酸锂晶体的两个等腰面的延长线与底面的夹角 为65° ,所述的掺氧化镁银酸锂晶体的掺杂浓度为5mol %。
[0018] 入射到掺氧化镁铌酸锂晶体的泵浦光是沿垂直于等腰梯形结构的掺氧化镁铌酸 锂晶体的等腰面的方向通光。
[0019] 所述掺氧化镁铌酸锂晶体的通光面和太赫兹波的出射面均为光学抛光面，所述掺 氧化镁铌酸锂晶体的晶轴方向平行于泵浦光的偏振方向。
[0020] 一种用于基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置的方法，是借助于 基于罗兰圆的快速调谐太赫兹辐射源实现，包括以下过程：采用Nd:YAG调Q激光器产生偏 振方向沿z轴方向的1064nm线偏振光，经过聚焦透镜组缩束，经泵浦光高反镜反射到环形 腔参量振荡器中，并通过泵浦光高反镜反射调整环形腔参量振荡器和入射光角度使得泵浦 光垂直于梯形掺氧化镁铌酸锂晶体的等腰面入射，由掺氧化镁铌酸锂晶体产生Stokes光， Stokes光经过由三个环形腔腔镜和一个可旋转电控振镜构成的环形回路，在环形腔参量振 荡器中谐振；泵浦光和Stokes光在掺氧化镁铌酸锂晶体表面发生全反射，太赫兹波则垂直 掺氧化镁铌酸锂晶体表面输出；当改变可旋转电控振镜上的电压时，可旋转电控振镜转动 一个微小角度，由于采用罗兰圆结构，环形腔参量振荡器中不同方向的Stokes光起振，得 到的光与泵浦光的夹角不同，从而产生不同频率的太赫兹波，是通过计算机调节控制可旋 转电控振镜上的电压，改变Stokes光的振荡频率，从而实现高功率、快速可连续调谐的太 赫兹波输出。
[0021] 本发明的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置及方法，由于采用罗 兰圆环形腔结构，基于电控振镜快速旋转，可实现太赫兹波的频率快速调谐，克服了传统调 谐方法改变泵浦光角度或Stokes光谐振腔调谐速度慢、互作用位置变化、输出效率低且不 稳定的缺点；本发明由于在环形腔中采用梯形切割的Mg0:LiNb0 3晶体，THz波垂直晶体表 面出射，这可以有效地减少Mg0:LiNb03晶体对THz波的吸收，提高输出功率与转换效率，并 极大的提高了系统的稳定性，可实现THz波高功率稳定输出；本发明还具备体积小巧，整个 系统能够在室温下运转，可采用室温探测器进行测量的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是本发明的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置的结构示意 图；
[0023] 其中
[0024] 1 :激光器 2 :聚焦凸透镜
[0025] 3 :聚焦凹透镜 4 :第一泵浦光高反镜
[0026] 5 :第二泵浦光高反镜6 :第一环形腔腔镜
[0027] 7:可旋转电控振镜 8:第二环形腔腔镜
[0028] 9 :第三环形腔腔镜 10 :掺氧化镁铌酸锂晶体
[0029] 11 :激光接收器 12 :计算机
[0030] 图2是本发明的罗兰圆环形谐振腔结构示意图；
[0031] 其中
[0032] P :泵浦光和Stokes光在MgO:LN晶体端面的交汇点
[0033] Pi :P相对于第三环形腔腔镜的镜像点
[0034] P2 :Pi相对于第二环形腔腔镜的镜像点
[0035] P3 :可旋转电控振镜所在的罗兰圆上的切点
[0036] P3,:可旋转电控振镜旋转一定角度后所在的罗兰圆上的切点
[0037] P4 :P点相对于第一环形腔腔镜的镜像点
[0038] 图3是本发明的掺氧化镁铌酸锂晶体的切割角度示意图；
[0039] 图4a是本发明的掺氧化镁铌酸锂晶体中参量振荡产生THz辐射示意图；
[0040] 图4b是本发明的基于非共线相位匹配产生太赫兹辐射的原理图
[0041] 其中
[0042] kP :泵浦光的波矢量 kT :THz波的波矢量
[0043] ks :Stokes光的波矢量 Θ :泵浦光与Stokes光的夹角
【具体实施方式】
[0044] 下面结合实施例和附图对本发明的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射 源装置及方法做出详细说明。
[0045] 本发明的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置及方法，可以提高 THz波（太赫兹波）的调谐速度，同时实现高功率的太赫兹波输出，增强系统的稳定性，并能 够在室温下稳定运转，实现室温探测。本发明的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐 射源装置，泵浦源采用Nd: YAG调Q激光器；参量振荡谐振腔采用四镜环形腔，满足罗兰圆结 构；参量振荡晶体为掺氧化镁铌酸锂Mg0:LiNb03晶体，其掺杂浓度为5m 〇l%，等腰梯形切 害!]，底角为65°，对侧面进行光学抛光，晶轴方向与泵浦光偏振方向平行，产生的THz波垂 直晶体表面输出；可旋转电控阵镜为环形腔的一个组成部分，与计算机连接，采用计算机控 制改变其外加电压，从而改变旋转角度。
[0046] 如图1所示，本发明的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，具体 包括有激光器1和接收激光器1出射光的由聚焦凸透镜2和聚焦凹透镜3组成的聚焦透镜 组，所述的激光器1为掺钕钇铝石榴石Nd: YAG调Q激光器，输出波长为1064nm，脉宽为ns 量级，偏振态为沿z轴方向偏振的线偏振光。还设置有：
[0047] 掺氧化镁铌酸锂晶体10,如图3、图4a所示，为等腰梯形结构，用于输出不同频率 的太赫兹波，所述的掺氧化镁铌酸锂晶体10的分子式为MgO: LiNb03或1%0: LN，产生的太赫 兹波由垂直于掺氧化镁铌酸锂晶体10表面的方向输出，所述的环形腔参量振荡器满足罗 兰圆结构，即光线在掺氧化镁铌酸锂晶体中的交叉点相对于第一环形腔腔镜6、第二环形腔 腔镜8和第三环形腔腔镜9的镜像点都位于圆周上，所述可旋转电控振镜7位于圆的切线 位置；所述等腰梯形结构的掺氧化镁铌酸锂晶体10的两个等腰面的延长线与底面的夹角 为65°，所述的掺氧化镁铌酸锂晶体10的掺杂浓度为5mol%;入射到掺氧化镁铌酸锂晶体 10的泵浦光是沿垂直于等腰梯形结构的掺氧化镁铌酸锂晶体10的等腰面的方向通光；所 述掺氧化镁铌酸锂晶体10的通光面和太赫兹波的出射面均为光学抛光面，所述掺氧化镁 铌酸锂晶体10的晶轴方向平行于泵浦光的偏振方向。
[0048] 第一泵浦光高反镜4和第二泵浦光高反镜5,依次设置在所述聚焦透镜组的出射 光路上，用于将聚焦透镜组输出的泵浦光送入到掺氧化镁铌酸锂晶体10内，所述的第一泵 浦光高反镜4和第二泵浦光高反镜5均镀1064nm高反膜；
[0049] 环形腔参量振荡器，用于使掺氧化镁铌酸锂晶体10输出不同频率的太赫兹波，包 括有依次设置并与所述的掺氧化镁铌酸锂晶体10共同形成环形光路的第一环形腔腔镜6、 可旋转电控振镜7、第二环形腔腔镜8和第三环形腔腔镜9,其中，所述的第一环形腔腔镜6 位于第二泵浦光高反镜5和可旋转电控振镜7的反射光路上，所述的第三环形腔腔镜9位 于通过掺氧化镁铌酸锂晶体10的泵浦光反射光路和掺氧化镁铌酸锂晶体10的Stokes光 出射光路上，所述的第二环形腔腔镜8位于第三环形腔腔镜9的反射光路上，所述的可旋转 电控振镜7位于第二环形腔腔镜8的反射光路上。
[0050] 所述的第一环形腔腔镜6和第二环形腔腔镜8均是分别镀1064nm高透膜和 1067-1076nm高反膜，所述的可旋转电控振镜7和第三环形腔腔镜9均是镀1064-1076nm高 反膜；
[0051] 激光接收器11，设置在环形腔参量振荡器中第二环形腔腔镜8的出射光路上，用 于接收第二环形腔腔镜8的透射光，所述的激光接收器11为1064nm激光接收器；
[0052] 计算机12,通过数据采集卡连接环形腔参量振荡器中的可旋转电控振镜7,用于 控制可旋转电控振镜7上的电压，达到改变可旋转电控振镜7的旋转角度，从而使掺氧化镁 铌酸锂晶体10输出不同频率的太赫兹波。
[0053] 本发明的基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置的工作原理是：采用 Nd:YAG调Q激光器产生偏振方向沿z轴方向的1064nm线偏振光，经过由聚焦凸透镜和聚 焦凹透镜组成的聚焦透镜组缩束，经第一泵浦光高反镜和第二泵浦光高反镜反射到环形腔 参量振荡器中，具体是经第二泵浦光高反镜5反射的泵浦光（pump)透过第一环形腔腔镜6 进入掺氧化镁铌酸锂晶体10,掺氧化镁铌酸锂晶体10全反射出射泵浦光，同时产生并出射 Stokes光，第三环形腔腔镜9分别接收从掺氧化镁铌酸锂晶体10出射的Stokes光和全反 射出的泵浦光，并将Stokes光和泵浦光同时反射到第二环形腔腔镜8 ;第二环形腔腔镜8 将接收到的第三环形腔腔镜9反射的Stokes光反射给可旋转电控振镜7,将接收到的第三 环形腔腔镜9反射的泵浦光透射输出至激光接收器11 ;可旋转电控振镜7将接收到第二环 形腔腔镜8反射的Stokes光反射至第一环形腔腔镜6,并经第一环形腔腔镜6反射至掺氧 化镁铌酸锂晶体10,如此循环。
[0054] 本发明的用于基于罗兰圆的快速调谐太赫兹参量振荡辐射源装置的方法，是借助 于基于罗兰圆的快速调谐太赫兹辐射源实现，包括以下过程：采用Nd:YAG调Q激光器产生 偏振方向沿z轴方向的1064nm线偏振光，经过聚焦透镜组缩束，经泵浦光高反镜反射到环 形腔参量振荡器中，并通过泵浦光高反镜反射调整环形腔参量振荡器和入射光角度使得泵 浦光垂直于梯形掺氧化镁铌酸锂晶体的等腰面入射，由掺氧化镁铌酸锂晶体产生Stokes 光，Stokes光经过由三个环形腔腔镜和一个可旋转电控振镜构成的环形回路，在环形腔参 量振荡器中谐振；泵浦光和Stokes光在掺氧化镁铌酸锂晶体表面发生全反射，太赫兹波 则垂直掺氧化镁铌酸锂晶体表面输出；当改变可旋转电控振镜上的电压时，可旋转电控振 镜转动一个微小角度，由于米用罗兰圆结构，环形腔参量振荡器中不同方向的Stokes光起 振，得到的光与泵浦光的夹角不同，从而产生不同频率的太赫兹波，是通过计算机调节控制 可旋转电控振镜上的电压，改变Stokes光的振荡频率，从而实现高功率、快速可连续调谐 的太赫兹波输出。
[0055] 本发明的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置的具体实施方案 体现在如图1所示的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置中，采用如图1 所示的装置，只需利用计算机调节可旋转电控振镜的角度，即可实现THz波快速连续调谐 输出。这样不仅提高了调谐速度，还增大了辐射源的输出功率与转换效率，增强了系统稳定 性，可以实现1?3THz波段的高效稳定调谐输出。
[0056] 基于罗兰圆原理，将可旋转电控振镜置于该圆的某切线位置，当光线在掺氧化镁 铌酸锂晶体中的交叉点P相对于第一环形腔腔镜6、第三环形腔腔镜9和第二环形腔腔镜 8的镜像点P4与P2都位于圆周上，可旋转电控振镜7位于圆的切线位置时，P 3为切点，则 光线在环形腔参量振荡器之间构成反射回路，即可以起振。当改变可旋转电控振镜角度时， 切点P 3'与P3几乎重合，P2、P3、P3'、P 4四点共圆，则P2点和P4点处所对应的Stokes光转过 的夹角相等，即也可以满足谐振条件（如图2)，此时，Stokes光与泵浦光的夹角发生变化， THz辐射的频率发生改变。基于铌酸锂晶体的太赫兹参量振荡过程为非共线相位匹配过程 (如图4b)，将梯形切割的掺氧化镁铌酸锂晶体（如图3)置于环形腔参量振荡器内泵浦光 与Stokes光的交汇位置，泵浦光和Stokes光在晶体表面发生全反射，Stokes光可以在环形 腔参量振荡器内振荡，而THz波则垂直于掺氧化镁铌酸锂晶体表面出射，（如图4a所示）。 因此，只需改变可控振镜角度，无需旋转掺氧化镁铌酸锂晶体，只需旋转环形腔参量振荡器 或者改变泵浦光入射角度，即可实现THz波输出频率的快速调谐。
[0057] 本发明的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置及方法的优点在 于，整个系统可以在室温下运行，操作简便，通过计算机控制一个振镜的旋转角度即可实现 太赫兹波的连续调谐输出，调谐速度快，同时采用梯形切割的Mg0:LiNb03晶体，THz波垂直 晶体表面出射，有效地减少Mg0:LiNb0 3晶体对THz波的吸收，且调谐时泵浦光的位置不发 生变化，实现高功率、高效率太赫兹波的稳定输出，此外，太赫兹波的输出方向和位置固定 不变，可广泛应用于成像、光谱分析以及医疗诊断等领域。
【权利要求】
1. 一种基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，包括有激光器（1)和接 收激光器（1)出射光的由聚焦凸透镜（2)和聚焦凹透镜（3)组成的聚焦透镜组，其特征在 于，还设置有： 掺氧化镁铌酸锂晶体（10)，为等腰梯形结构，用于输出不同频率的太赫兹波； 第一泵浦光高反镜（4)和第二泵浦光高反镜（5)，依次设置在所述聚焦透镜组的出射 光路上，用于将聚焦透镜组输出的泵浦光送入到掺氧化镁铌酸锂晶体（10)内； 环形腔参量振荡器，用于使掺氧化镁铌酸锂晶体（10)输出不同频率的太赫兹波，包 括有依次设置并与所述的掺氧化镁铌酸锂晶体（10)共同形成环形光路的第一环形腔腔镜 (6)、可旋转电控振镜（7)、第二环形腔腔镜（8)和第三环形腔腔镜（9)，其中，所述的第一环 形腔腔镜（6)位于第二泵浦光高反镜（5)和可旋转电控振镜（7)的反射光路上，所述的第 三环形腔腔镜（9)位于通过掺氧化镁铌酸锂晶体（10)的泵浦光反射光路和掺氧化镁铌酸 锂晶体（10)的Stokes光出射光路上，所述的第二环形腔腔镜（8)位于第三环形腔腔镜（9) 的反射光路上，所述的可旋转电控振镜（7)位于第二环形腔腔镜（8)的反射光路上； 激光接收器（11)，设置在环形腔参量振荡器中第二环形腔腔镜（8)的出射光路上，用 于接收第二环形腔腔镜（8)的透射光； 计算机（12)，通过数据采集卡连接环形腔参量振荡器中的可旋转电控振镜（7)，用于 控制可旋转电控振镜（7)上的电压，达到改变可旋转电控振镜（7)的旋转角度，从而使掺氧 化镁铌酸锂晶体（10)输出不同频率的太赫兹波。
2. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，其特 征在于，所述的激光器（1)为掺钕纪错石槽石Nd:YAG调Q激光器，输出波长为1064nm，脉宽 为ns量级，偏振态为沿z轴方向偏振的线偏振光。
3. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，其特 征在于，所述的第一泵浦光高反镜（4)和第二泵浦光高反镜（5)均镀1064nm高反膜。
4. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，其特 征在于，所述的掺氧化镁铌酸锂晶体（10)的分子式为Mg0:LiNb0 3*Mg0:LN，产生的太赫兹 波由垂直于掺氧化镁铌酸锂晶体（10)表面的方向输出，所述的环形腔参量振荡器满足罗 兰圆结构，即光线在掺氧化镁铌酸锂晶体中的交叉点相对于第一环形腔腔镜（6)、第二环形 腔腔镜（8)和第三环形腔腔镜（9)的镜像点都位于圆周上，所述可旋转电控振镜（7)位于 圆的切线位置。
5. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，其特 征在于，所述的激光接收器（11)为l〇64nm激光接收器。
6. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置， 其特征在于，所述的第一环形腔腔镜（6)和第二环形腔腔镜（8)均是分别镀1064nm高 透膜和1067-1076nm高反膜，所述的可旋转电控振镜（7)和第三环形腔腔镜（9)均是镀 1064-1076nm 高反膜。
7. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，其特 征在于，所述等腰梯形结构的掺氧化镁铌酸锂晶体（10)的两个等腰面的延长线与底面的 夹角为65°，所述的掺氧化镁铌酸锂晶体（10)的掺杂浓度为5mol%。
8. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，其特 征在于，入射到掺氧化镁铌酸锂晶体（10)的泵浦光是沿垂直于等腰梯形结构的掺氧化镁 铌酸锂晶体（10)的等腰面的方向通光。
9. 根据权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置，其特 征在于，所述掺氧化镁铌酸锂晶体（10)的通光面和太赫兹波的出射面均为光学抛光面，所 述掺氧化镁铌酸锂晶体（10)的晶轴方向平行于泵浦光的偏振方向。
10. -种用于权利要求1所述的基于罗兰圆的快速可调谐太赫兹参量振荡辐射源装置 的方法，其特征在于，是借助于基于罗兰圆的快速调谐太赫兹辐射源实现，包括以下过程： 采用Nd:YAG调Q激光器产生偏振方向沿Z轴方向的1064nm线偏振光，经过聚焦透镜组缩 束，经泵浦光高反镜反射到环形腔参量振荡器中，并通过泵浦光高反镜反射调整环形腔参 量振荡器和入射光角度使得泵浦光垂直于梯形掺氧化镁铌酸锂晶体的等腰面入射，由掺氧 化镁铌酸锂晶体产生Stokes光，Stokes光经过由三个环形腔腔镜和一个可旋转电控振镜 构成的环形回路，在环形腔参量振荡器中谐振；泵浦光和Stokes光在掺氧化镁铌酸锂晶体 表面发生全反射，太赫兹波则垂直掺氧化镁铌酸锂晶体表面输出；当改变可旋转电控振镜 上的电压时，可旋转电控振镜转动一个微小角度，由于采用罗兰圆结构，环形腔参量振荡器 中不同方向的Stokes光起振，得到的光与泵浦光的夹角不同，从而产生不同频率的太赫兹 波，是通过计算机调节控制可旋转电控振镜上的电压，改变Stokes光的振荡频率，从而实 现高功率、快速可连续调谐的太赫兹波输出。
【文档编号】H01S3/16GK104158077SQ201410378625
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】王与烨, 徐德刚, 李忠孝, 姚建铨 申请人:天津大学