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基于晶体参量效应的THz波参量振荡器(TPO)能够在室温条件下输出高功率、宽带连续可调谐的THz波,特别是采用Si棱镜阵列耦合输出的TPO(Si-TPO),具有结构紧凑、输出THz波指向性好的优点,在THz波谱技术中有重要的应用价值。在过去近20年中,尽管THz波参量源得到不断的发展,但仍然存在输出效率低这一亟待解决的问题。晶体对THz波在输出过程中的强烈吸收,严重制约了THz波在高频端的输出能量和调谐范围。此外,TPO的自动控制快调谐技术是实现其THz波谱测量等应用的必备条件。鉴于此,本论文主要研究Si-TPO降低晶体吸收损耗,提高THz波输出效率的方法,并研究实现Si-TPO自动调谐的关键技术。理论方面,根据电磁波与离子晶体TO振动模相互作用的理论,分析了晶体的色散特性,并推导了受激电磁耦子散射(SPS)过程中Stokes光和THz波的增益表达式。根据Li Nb O3晶体的晶格参数,计算了其在THz波段的色散、吸收以及SPS增益。以此为基础推导了基于Li Nb O3晶体TPO的阈值表达式,研究了泵浦光斑尺寸、腔长等参量对TPO阈值的影响,为后续实验工作提供了理论依据和数据参考。实验方面,建立了Si-TPO的实验装置,通过参量产生实验分析了Mg O:Li Nb O3晶体的色散和Stokes增益特性。研究了Si-TPO输出THz波的空间分布、晶体吸收、角度调谐、调谐输出以及级联过程等基本问题。研究了泵浦光斑尺寸对Si-TPO输出效率的影响,得出采用y方向尺寸为1mm左右泵浦光斑,Si-TPO具有更高的效率。研究了THz波在晶体内的传输特性并得出Si-TPO中减小晶体吸收的原则,利用优化光斑形状、晶体安装等方式实现THz波输出效率的提升。采用切割泵浦光和Stokes光的方式研究得出,THz波在传输过程中会与晶体内的泵浦光相互耦合,激发出新的THz波和Stokes光,强泵浦下的晶体能够有效传递THz波能量。减小晶体吸收需靠近THz波输出面附近的晶体内有较强的泵浦光存在,并不需要Stokes光振荡的发生。优化泵浦光斑形状,解决THz波耦合面积和调谐范围的矛盾。优化泵浦光斑,利用1mm狭缝选取大泵浦光斑的中间部分,将直径为2mm的圆形光斑优化为y方向尺寸为1mm的长条形光斑,Si-TPO的低频限从1.15THz延伸到0.58THz;相比于1mm直径圆形光斑,1.2THz处的THz波输出能量提高了2.5倍。优化晶体安装位置,使晶体特定位置位于旋转轴,实现泵浦光的相对出射位置在角度调谐过程中不发生改变,避免了晶体损伤或额外晶体吸收损耗。在调谐过程中保持晶体的THz波输出面与泵浦光平行,解决调谐过程中由于晶体倾斜而带来额外的晶体吸收损耗,实现1.6THz附近的输出能量提高了约3.2倍。构建了泵浦光在THz波输出面全反射的Si-TPO(PR-Si-TPO),实现了THz波输出能量数十倍的提升,并扩展了THz波的高频调谐范围。根据全反射衰逝波理论,提出通过在晶体和棱镜间制造特定厚度空气隙的方法,实现界面对入射泵浦光的全反射,同时保证THz波高效耦合输出,采用0.8μm厚的空气隙,构建了泵浦光在THz波输出面全反射的Si-TPO。与同等泵浦条件下传统的Si-TPO相比,PR-Si-TPO输出THz波的能量在1.8-2.3THz范围内提高了约20-50倍,振荡阈值降低10%-34%,调谐范围的高频限从2.5THz扩展到3.66THz,Stokes光线宽压缩了近70%,从0.23nm压缩至0.07nm。利用端面精密抛光的晶体,采用光斑直径为1mm、重频为2Hz、能量为8m J的泵浦光时,晶体切角没有出现损伤,实现PR-Si-TPO的低频限扩展至与Si-TPO的相当。实验获得THz波的调谐输出范围为0.6-3.6THz,当泵浦光能量为15m J时,在2.0THz附近获得了最高THz波输出能量为2.4μJ,峰值功率为0.3kW,能量转化效率达到1.6×10-4。研究了通过调节一个反射镜角度即可实现Si-TPO角度调谐的方式,为实现Si-TPO自动控制快调谐突破技术关键。采用反射镜配合1:1望远镜系统的方式,在PR-Si-TPO中实现了反射镜角度调谐,并验证了此方式能够维持PR-Si-TPO的效率。基于Porro棱镜作为角反射器,采用非对称的腔型,实现了双程泵浦的输出镜调谐Si-TPO。在0.8-2THz内获得了THz波调谐输出,实验测得其阈值比传统的平-平腔Si-TPO降低23%左右。将输出镜换成与角反射器相交叉的另一个porro棱镜,构成交叉porro棱镜腔,实现了对腔镜失谐不敏感的Si-TPO。通过对比研究表明,其承受腔镜失谐的能力比传统平-平腔Si-TPO提高1-2个数量级,极大增强TPO对工作环境的适应性。