基于2μm激光差頻的緊湊高重頻THz源

摘 要：我們利用1064nm聲光調Q的Nd：YVO4激光器作為泵浦源，泵浦一對分開放置，具有走離補償作用的KTP晶體，在內腔結構下實現雙諧振，從而得到2μm附近的雙波長激光輸出。兩塊KTP晶體的切割角度同為51.5°，采用Ⅱ類相位匹配，在調Q頻率為24kHz的條件下，得到的脈沖寬度為4.6ns。利用GaSe晶體進行差頻，實現了0.595THz—3.865THz的太赫茲波輸出，在1.854THz處達到最大輸出功率為153.6mV。

關鍵詞：太赫茲；OPO；差頻

中圖分類號：TN248 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）10-0043-03

Abstract：In this paper，we use the Nd：YVO4 laser with 1064nm sound and light Q-switching as the pump source. We pump a pair of separate KTP crystals with the function of departure compensation，and realize double resonance under the inner cavity structure，thus the output of double wavelength laser near 2 μm is obtained. The cutting angles of the two KTP crystals are 51.5 degrees，and the pulse width is 4.6 ns when the Q-switching frequency is 24 kHz. The terahertz wave output of 0.595 THz-3.865 THz is realized by using GaSe crystal for frequency difference. The maximum output power is 153.6 mV at 1.854 THz.

Keywords：Terahertz；OPO；differential frequency

0 引 言

太赫茲波（Terahertz或THz）是頻率介于0.1THz到10THz（1THz=1012Hz）范圍內的特殊波段，其波長范圍在3μm-3mm之內，是處于中紅外波和電磁微波之間的遠紅外波段，是人類目前尚未完全開發的電磁波譜“空隙區”。太赫茲波段是電磁光譜中唯一一個沒有獲得全面研究并很好加以利用的最后一個波譜空間，也是人類尚未完全開發的電磁波譜“空白”區。隨著對材料工業研究的不斷深入，以及新的材料科學技術的不斷更新，更高功率、更高轉換效率的太赫茲發射源也層出不窮。這使得太赫茲技術不斷受到重視，目前，太赫茲波技術應用的領域包括：生物醫學、安全檢查、工業無損檢查、空間物理和天文學、環境監控、化學分析、軍事和通信領域等。

1 太赫茲源技術及其發展狀況

隨著太赫茲技術應用越來越廣泛，太赫茲輻射的相關技術如太赫茲輻射源、傳輸、探測也逐漸成為光電子學領域最熱門的研究內容之一。太赫茲（THz）輻射具有以下重要特征：（1）相干性；（2）低能性；（3）穿透性；（4）吸收性；（5）瞬態性；（6）寬帶性。其中，太赫茲源一直是太赫茲領域最重要組成部分。……