种子注入式太赫兹波参量产生源研究
Research on seed-injected terahertz wave parametric generator
路远 1李惟帆 2祁峰 3姚吉勇 4郭丽媛 5李楠1
作者信息
- 1. 沈阳航空航天大学电子信息工程学院,辽宁沈阳 110136;辽宁省太赫兹成像感知重点实验室,辽宁沈阳 110169;中国科学院沈阳自动化所光电信息处理重点实验室,辽宁沈阳 110169
- 2. 辽宁省太赫兹成像感知重点实验室,辽宁沈阳 110169;中国科学院沈阳自动化所光电信息处理重点实验室,辽宁沈阳 110169;中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳 110169
- 3. 沈阳航空航天大学电子信息工程学院,辽宁沈阳 110136;辽宁省太赫兹成像感知重点实验室,辽宁沈阳 110169;中国科学院沈阳自动化所光电信息处理重点实验室,辽宁沈阳 110169;中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳 110169
- 4. 中国科学院理化技术研究所,北京 100190
- 5. 辽宁省太赫兹成像感知重点实验室,辽宁沈阳 110169;中国科学院沈阳自动化所光电信息处理重点实验室,辽宁沈阳 110169
- 折叠
摘要
种子注入式太赫兹波参量产生源(is-TPG)基于非线性晶体中的受激电磁偶子散射,具有线宽窄、相干性好、室温运转、可调谐等优点.本文基于5％摩尔百分比氧化镁掺杂的同成分铌酸锂晶体(MgO∶CLN),对连续/脉冲种子注入式太赫兹波参量产生源(is/ips-TPG)调谐范围、输出能量、阈值等方面进行了研究.相比于is-TPG系统,ips-TPG系统调谐范围范围扩大约80％.is-TPG系统与ips-TPG系统3dB带宽分别为1 THz与1.41 THz,占各自调谐范围的51％和39％.ips-TPG系统相比is-TPG系统3 dB带宽范围扩大了 41％.在相近的平均功率密度下,由于ips-TPG具有更高的峰值功率密度降低了阈值,产生了更强的THz波输出,最大转换效率为1.01 ×10-5.不同形式种子光的注入对太赫兹波参量辐射源有着显著的影响,实验结果表明ips-TPG系统的输出特性更为突出在实际应用中具有更高的价值.本文最后对其未来发展进行了分析和展望.
Abstract
The seed-injected terahertz wave parametric production source(is-TPG)is based on stimulated electromag-netic dipole scattering in nonlinear crystals,and has advantages of narrow line width,good coherence,room-tempera-ture operation,and tunability.In this paper,the tuning range,output energy,threshold,and other aspects of continu-ous/pulsed seed-injected terahertz wave parametric generation source(is/ips-TPG)are investigated based on a 5％molar percentage magnesium oxide doped lithium niobate crystal(MgO∶CLN)of the same composition.Compared to the is-TPG system,the tuning range of the ips-TPG system is expanded by approximately 80％.The 3 dB bandwidths of the is-TPG system and the ips-TPG system are 1 THz and 1.41 THz,respectively,accounting for 51％and 39％of their respective tuning ranges.The ips-TPG system extends the range of the 3dB bandwidth by 41％compared to the is-TPG system.At similar average power densities,ips-TPG produces a stronger THz wave output with a maximum conversion efficiency of 1.01 × 10-5 due to its higher peak power density lowering the threshold.The injection of dif-ferent forms of seed light has a significant impact on the terahertz wave parametric radiation sources.The experimental results show that the output characteristics of the ips-TPG system are more prominent and have higher value in practi-cal applications.The paper concludes with an analysis and outlook of its future development.
关键词
太赫兹参量辐射源/种子注入/非共线相位匹配/受激电磁耦子Key words
terahertz parametric radiation source/seed injection/non collinear phase matching/stimulated electromag-netic coupling引用本文复制引用
基金项目
雄安新区科技创新专项(2022XAGG0181)
辽宁省"兴辽英才"计划项目(XLYC2007074)
中国科学院青年创新促进会资助项目(2023206)
出版年
2024
NETL
NSTL
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