太赫兹波(Terahertz Wave)是位于微波与红外光波之间的电磁辐射波,频率范围为0.1 THz-10 THz,波长范围为0.03-3 mm,在无损检测、成像、环境监测、通信和国防安全等领域具有广阔的应用前景。太赫兹波技术是二十一世纪重要的科学技术之一。太赫兹波技术的应用与发展离不开太赫兹波辐射源,获得输出功率高、调谐范围宽、易于操作的太赫兹辐射源已成为研究者的一项重要工作。如今产生太赫兹辐射源的方法主要分为两类:电子学方法、光学方法。太赫兹参量源是利用光学方法产生太赫兹波的装置,现已经成为重要的太赫兹辐射源之一。太赫兹参量源的原理是受激电磁耦子散射,并具有诸多优点,如高峰值功率、可连续调谐、时间和空间相干性好、结构简单、易于操作,但太赫兹参量源输出能量低和较高泵浦阈值的缺点限制了其发展。本文研究了基于环形腔结构种子注入式太赫兹参量振荡器的运转特性,非线性晶体采用了 MgO掺杂浓度为5%的LiNb03晶体,太赫兹波出射方式采用了垂直表面出射。实验结果表明,基于环形腔结构种子注入式太赫兹参量振荡器具有泵浦阈值低、转化效率高、输出能量高的优点。本文的主要研究内容如下:1.三个镜子与非线性晶体的全反射面组成了斯托克斯光的环形谐振腔。实验结果表明,环形腔结构太赫兹参量振荡器相比于双镜直腔结构太赫兹参量振荡器具有输入泵浦能量高的优点,输入的泵浦光能量提高了将近35%。在非线性晶体损伤阈值一定的情况下,更高泵浦能量输入意味着输出的太赫兹波能量更大。通过调节泵浦光的入射角度,获得了可调谐的太赫兹波输出。实验结果表明,太赫兹波的输出脉冲能量最大达到1.05 μJ,相比于双镜直腔结构太赫兹参量振荡器,太赫兹波的输出脉冲能量获得了明显提升。2.选用了掺镱的增益光纤与一对光纤光栅,获得了 1070.17nm的连续线偏振激光输出。研究了此激光器的输出特性。利用此激光作为种子光注入到环形腔结构太赫兹参量振荡器中,研究了不同种子光功率与不同透过率下,获得的太赫兹波与斯托克斯光的输出能量。实验结果表明,0.20 nm线宽种子光注入可以获得较大的太赫兹波与斯托克斯光脉冲能量的输出,最大的太赫兹波脉冲能量为1.16 μJ,获得的最大斯托克斯光脉冲能量输出为40.2 mJ。3.利用1 kHz线宽的种子激光器,研究了窄线宽种子注入对于输出能量的影响。通过窄线宽种子光直接注入到非线性晶体中,得到了输出的斯托克斯光光谱。实验中,三个镜子加上非线性晶体的全反射面组成了环形腔,窄线宽种子光的注入,提高了输出的太赫兹波与斯托克斯光能量,降低了泵浦光阈值能量。在输出透过率为20.1%时,泵浦光阈值能量约为10 mJ。输出的最大太赫兹波脉冲能量为1.22μJ。为了研究环形腔镜子数量对于输出能量的影响。实验中,两个镜子加上非线性晶体的全反射面组成了环形腔。实验结果表明,此结构同样具有泵浦阈值能量低,太赫兹波输出能量较高以及较大转换效率的优点,且在输出能量方面,两者的差距很小。理论的分析,解释了种子注入式太赫兹参量振荡器输出能量高、泵浦阈值能量低的原因。