廖同庆　吴　昇

摘 要：从理论上研究了利用晶体的非线性效应在常温下产生太赫兹辐射波。推导了相位匹配的条件，并提出了相应的实验方案。利用这种方案产生太赫兹辐射波无需苛刻的环境条件，在常温下便可以连续、长时间地工作。

关键词：太赫兹；双折射晶体；非线性差频效应；相位匹配

中图分类号：TN929.11 文献标识码：A文章编号：1672-1098(2008)01-0058-03

收稿日期：2008-01-20

基金项目：安徽省高校青年教师科研基金资助项目(2007jql104)

作者简介：廖同庆(1976-)，男，安徽宿州人，讲师，在读博士，研究方向为现代光通信。

Theory Study on THz Wave Generated by Difference-Frequency

in Nonlinear Crystal

LIAO Tong-Qing1，WU Sheng1，2

(1. Ministry of Educational Key Laboratory of Intelligent Computing & Signal Processing Anhui University,Hefei 230039，China;2. Normal college of HeFei Anhui 230061,China)

Abstract: We study on THz wave generated by difference-frequency in nonlinear crystal with normal temperature by theory. Get the condition of phase matching and table a proposal to accomplish in experimentation. In this method, THz wave can be generated without rigorous condition and can work continuously with a good time.

Key words:THz；birefringent crystal；nonlinear difference-frequency；phase matching

物质的太赫兹（Terahertz，THz ）光谱包含有丰富的物理和化学信息,所以，太赫兹波可用于包括食品安全、品质监控、疾病侦测、机场安全，以及用于军事侦测等方面［1-2］。然而，产生太赫兹波的设备一直到现在都是很昂贵、庞大、笨重。在2002年，意大利比萨的一个研究机构利用砷化镓层与砷化铝镓层交互排列成一种具有半导体特性的晶体，这种晶体的能带隙适合发出THz的辐射［3］。这种THz激光器只能在液态氮下才能使用，而且只能产生特定的频率的THz。

本文将从理论上研究，利用晶体的非线性效应在常温下产生太赫兹辐射波。利用这种方案产生太赫兹辐射波无需苛刻的环境条件，且在常温下可以连续、长时间地工作。

1 基本原理

当频率为Е鬲3和ω1的输入光在一个无损失的非线性介质中相互作用，产生差频光ω2=ω3-ω1(见图1)。假设ω3波是一束强光（ω3Рǖ恼穹基本保持不变），描述上述非线性相互作用的耦合波方程为［4］

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