太赫兹参量振荡器研究进展-论文.pdf

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1、撒光与光电孑学进展51，090005(2014)Laser&0ptoe1ectr0nicsProgress@2014(中国激光》杂志社太赫兹参量振荡器研究进展李惟帆郭宝山史伟。天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所，光电信息技术科学教育部重点实验室，天津300072。亚利桑那大学光学科学中心，美国亚利桑那州85747摘要太赫兹(THz)波以其光谱和传输性能等方面的独特特性在基础学科研究、医学成像和无损检测等多领域具有重要的应用前景，其科学研究战略意义重大。根据THz波参量振荡器(TPO)的结构，主要从产生THz波常用

2、的非线性晶体，内腔、外腔及腔增强结构，THz波输出耦合方式，浅表面输出结构，抽运光参数对TPO的影响和种子注入技术几个方面对国内外THz参量振荡器的研究进展进行回顾。随着新材料和新结构的研究，TPO将会在越来越多的领域中发挥作用。关键词光谱学；太赫兹参量振荡；铌酸锂晶体；输出耦合；谐振腔结构；种子注入技术中图分类号0441．4文献标识码Adoi：10．3788／LOP51．090005ProgressofTerahertzParametricOscillatorLiWeifanGnoBaoshanShiWei-KeyLabora

3、toryofOpto—ElectricInformationScienceandTechnology，MinistryofEducation，InstituteofLaserandOptoelectronics，CollegeofPrecisionInstrumentandOpto—ElectronicsEngineering，TianjinUniversity，Tian3in300072，China。CoUedgeofOpticalSciences，UniversityofArizona，Arizona85747，USAAbs

4、tractTerahertz(THz)一wavehasbroughthugeapplicationprospecttothestudyofbasicdisciplines，medicalimagingandnondestructivetesting，foritsuniquefeaturesinspectrumandtransmissionperformance，andithassignificantscientificstrategicimportance．ThedevelopmentprocessofTHz—waveparam

5、etricoscillator(TPO)ismainlysummarizedfromseveralaspects：nonlinearcrystalsusedinTHzgeneration，resonatorstructuresincludingexternalcavity，intra—cavityandpump—enhancedcavity，THzwaveOUtputcouplingschemes，surface—emittedstructure，pumplightparametersandinjectionseeding．Wi

6、ththedevelopmentofnewmaterialsandnewstructures，TPOwillplayanimportantroleinmorefields．Keywordsspectr0scOpy；terahertzparametricoscillator；LiNbO~crystals；OUtputcoupler；resonatorstructure；injectionseedingoCIScodes040．2235；190．4410；140．4780；140．35801引言太赫兹(THz)波段介于红外与微波波段

7、之间，是频率在0．1～10THz(1THz=10Hz)、波长在0．03～3mm的电磁辐射。由于物质在THz波段的光谱有着丰富的物理化学性质，THz波在无损成像、环境监测、卫星通信和军事作战等许多领域被寄予厚望，具有巨大的研究价值和发展空间。目前光学方法产生THz波的方法主要有3种。第一种方法是基于红外光抽运产生THz辐射，就是利用CO。激光器输出的远红外光抽运一个充有甲烷、氰化氢或是甲醇等物质的低气压腔。由于这些气体分子转动能级间的跃迁频率处于THz波段范围，所以可以形成THz波受激辐射。整个系统包括一个可调谐的CO。激光器作为

8、抽运源，一个频率参考和锁定装置及一个充气低压THz波激发腔。该方法成功实现产品商业化，并被美国国家航天局应用于卫星大气观测】。第二种方法是利用超短脉冲产生的宽带THz辐射。其中收稿日期：2014-03—03；收到修改稿日期：2014—04—20；网络出版日期：2