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太赫兹波(lTHz=1012Hz)是位于红外波和微波之间的一种电磁波,由于其在电磁波谱的特殊位置,因此在材料检测、医学成像和光谱分析等领域上具有重要的应用。基于受激电磁耦子散射的太赫兹参量振荡器(TerahertzParametricOscillators-TPO)可以在室温下输出具有良好方向性的窄脉宽、高功率、可连续可调的THz波,这是目前实现THz输出的主要方法。本文主要研究TPO中Stokes光和泵浦光形状对输出THz光的影响和TPO中各参量对振荡阈值的影响。 在理论方面,分析了TPO产生THz光的基本理论,根据MgO:LiNbO3晶体的晶格参数,计算了在TPO过程中信号光和闲频光的增益表达式,以及在高损耗假设下信号光和闲频光的功率,得到当损耗比较高的情况下,产生的闲频光功率与损耗成正比的结论。计算了THz频带的色散方程并仿真LiNbO3晶体中A1对称模色散分布和吸收特性曲线,得到了泵浦波长为1064nm下的相位匹配关系。 在实验方面,通过太赫兹参量产生器(TerahertzParameterGeneration-TPG)实验研究受激电磁耦子散射(SPS)过程中Stokes光的色散特性曲线和增益系数;在泵浦光能量为10mJ下更换晶体长度并分别测量Stokes光的相对强度,在SPS过程中Stokes光的增益系数为1.32cm-1。通过搭建硅棱镜阵列耦合输出TPO实验平台验证THz光在泵浦光中传输不会有能量的衰减。不切割Stokes光时输出的THz频率范围为1.22~2.54THz,对Stokes光切割后输出THz的频率范围为0.86~2.54THz,说明通过切割泵浦光的方法可以在保证THz光输出能量的基础上实现较大的调谐范围。研究了TPO各参量对振荡阈值的影响,当腔长从170mm增加到260mm时,阈值功率密度从52MW/cm2增加到70MW/cm2,增加了35%。当输出镜反射率R从0.9降低到0.5时,TPO阈值从51MW/cm2增加到53MW/cm2,增加了5.3%。当晶体长度从70mm降低到30mm时,TPO阈值从58MW/cm2增加到128MW/cm2,增加到原来的2.2倍。最后搭建一个浅表面垂直耦合输出TPO实验平台,将泵浦光斑整形为椭圆光斑,实现了对输出THz波光束质量的改善和输出调谐范围的拓展。