[发明专利]太赫兹波光学参量放大装置及其方法

权利要求书

1.太赫兹波光学参量放大装置，其特征在于：包括泵浦源、THz波信号源及THz波参量放大器，

所述THz波参量放大器包括按照光路依次设置的空间光束准直及分束装置和非线性光学晶体，所述空间光束准直及分束装置上设置有信号光输入端口和泵浦光的输入端口，所述非线性光学晶体上设置有THz波的输出端口，所述泵浦源发射的泵浦光入射至泵浦光的输入端口，所述THz波信号源发射的THz波入射至信号光输入端口，所述空间光束准直及分束装置的输出合成光入射至非线性光学晶体，所述非线性光学晶体输出THz波。

2.根据权利要求1所述的太赫兹波光学参量放大装置，其特征在于：还包括反馈系统，所述反馈系统包括THz波功率计、反馈电路、THz波反射镜以及设置在THz波反射镜底部的第二旋转平台，所述THz波反射镜设置在非线性光学晶体的光路上并与非线性光学晶体输出的THz波成45°夹角，

所述THz波参量放大器还包括设置在非线性光学晶体底部的第一旋转平台及电控制模块，

所述非线性光学晶体输出的THz波通过THz波反射镜将THz波反射至THz波功率计的采样检测输入端，所述反馈电路输出端与THz波功率计连接，所述反馈电路的输出端与电控制模块的输入端连接，所述电控制模块的输出端与第一旋转平台连接。

3.根据权利要求2所述的太赫兹波光学参量放大装置，其特征在于：所述THz波参量放大器还包括THz波窗片，所述THz波窗片设置在非线性光学晶体和THz波反射镜之间。

4.根据权利要求1或2或3所述的太赫兹波光学参量放大装置，其特征在于：所述泵浦源包括按照光路依次设置的激光器、全反镜、半波片、偏振控制器以及光学准直缩束系统，所述全反镜与激光器发射的光束成45°夹角，所述光学准直缩束系统的输出泵浦光输入至泵浦光的输入端口。

5.根据权利要求4所述的太赫兹波光学参量放大装置，其特征在于：所述非线性光学晶体为GaP晶体、ZGP晶体、GaSe晶体、GaAs晶体或DAST晶体。

6.根据权利要求5所述的太赫兹波光学参量放大装置，其特征在于：所述空间光束准直及分束装置为离轴抛物面反射镜。

7.根据权利要求1所述太赫兹波光学参量放大装置的参量放大方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】泵浦源输出竖直偏振的泵浦光和THz信号源输出水平偏振的信号光以共线的方式发送给THz波参量放大器：THz波信号源输出的信号光和泵浦光输出的泵浦光的脉冲宽度相同；

所述THz波参量放大器包括按照光路依次设置的空间光束准直及分束装置和非线性光学晶体，空间光束准直及分束装置上设置有信号光输入端口和泵浦光的输入端口，非线性光学晶体上设置有THz波的输出端口，泵浦源发射的泵浦光入射至泵浦光的输入端口：THz波信号源发射的信号光入射至信号光输入端口，泵浦光和信号光经空间光束准直及分束装置整形合束形成合成光；

2】空间光束准直及分束装置输出合成光入射至非线性光学晶体，合成光产生二阶非线性作用，输出功率放大的THz波和闲频光。

8.根据权利要求7所述的参量放大方法，其特征在于：还包括步骤3】反馈调节步骤：

THz波功率计通过THz波反射镜的采集反射的THz波进行功率计算，将计算结果发送给反馈电路，反馈电路根据计算结果向电路控制模块发送控制信号，控制信号控制第一旋转平台旋转调节非线性光学晶体旋转。

9.根据权利要求7或8所述的参量放大方法，其特征在于：所述泵浦光的产生方法为：

激光器发射激光束经过全反镜、半波片、偏振控制器以及光学准直缩束系统向空间光束准直及分束装置输入泵浦光，用半波片和偏振控制器组成的衰减器来控制选择合适的泵浦光脉冲能量以及控制输出泵浦光为竖直偏振；

所述激光器为单纵模，线宽0.003cm^-1，波长1064nm，脉宽8ns，单脉冲能量大于150mJ。