PUMP RECYCLING SCHEME FOR TERAHERTZ GENERATION

Structures and techniques are disclosed that enable efficient generation of terahertz (THz) radiation capable of surpassing the fundamental quantum limit, as defined by the Manley-Rowe relations. In one particular embodiment, a difference frequency mixing (DFM) crystal stage receives pump radiation and signal radiation, and generates THz radiation. Leftover signal radiation from the DFM stage is then used to pump an optical parametric oscillator (OPO) stage, which is used to generate another mixing signal and more THz radiation. The output signal and the residual pump from the OPO stage can then be used in a subsequent DFM process to generate even more terahertz radiation, and further drives a subsequent OPO stage. Such cascaded OPO, DFM, OPO staging can be repeated to maximize total amount of THz output power. L'invention porte sur des structures et des techniques qui permettent une génération efficace d'un rayonnement térahertz (THz) capable de surpasser la limite quantique fondamentale, telle que définie par les relations de Manley-Rowe. Dans un mode de réalisation particulier, un étage de cristal de mélange de fréquence différentielle (DFM) reçoit un rayonnement de pompage et un rayonnement de signal, et génère un rayonnement THz. Un rayonnement de signal restant provenant de l'étage DFM est ensuite utilisé pour le pompage d'un étage d'oscillateur paramétrique optique (OPO), qui est utilisé pour générer un autre signal de mélange et davantage de rayonnement THz. Le signal de sortie et le signal de pompage résiduel provenant de l'étage OPO peuvent ensuite être utilisés dans un processus DFM ultérieur pour générer encore davantage de rayonnement térahertz, et attaquer en outre un étage OPO ultérieur. Un tel étagement OPO, DFM, OPO en cascade peut être répété pour rendre maximale la quantité totale de puissance de sortie THz.