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本论文的研究内容包括两部分,一部分是垂直晶体表面发射的太赫兹参量振荡器的实验研究,另一部分是掺钕激光晶体在4F3/2→4I11/2能级间跃迁(即1.06gm)的受激发射截面测量。太赫兹波(Terahertz wave, THz wave)是指频率范围在0.1THz到10THz之间的电磁波,介于微波和红外波段之间。太赫兹波在材料检测、医学成像、安全检查、物质的太赫兹光谱特征分析、超高速率空间通信和超高分辨率武器制导等领域具有重要研究价值和广泛的应用前景。很多国家都将太赫兹技术列为战略性科技方向,被称为“改变未来世界的十大技术”。产生太赫兹波的方法主要分为电子学方法和光子学方法两类。在产生THz波的光子学方法中,基于受激电磁耦子散射(Stimulated polariton scattering)的太赫兹参量振荡器(Terahertz-wave parametric oscillator, TPO)具有结构紧凑、窄线宽、可调谐、室温运转等优点,是实现太赫兹输出的有效方法。激光晶体的受激发射截面是它的重要参数,决定了晶体激光运转过程中的最大增益、饱和功率和最佳输出镜透过率,对激光器的设计与优化具有重要的意义。测量受激发射截面的方法有很多,主要有光谱测量法和激光测量法。其中光谱测量法应用最广,对已实现激光运转和未实现激光运转的晶体材料都能适用,但其测量过程中量子效率和荧光分支比的确定比较困难。而对于已经实现激光运转的激光晶体,激光测量法是最简单有效的方法。本论文的主要研究内容和创新点包括：1.实验研究了外腔泵浦的表面垂直发射太赫兹参量振荡器的特性。使用特殊切割的MgO:LiNbO3晶体作为非线性晶体,使用电光调Q的Nd:YAG激光器产生的重复周期为800ms的1064nm脉冲激光作为泵浦源,利用旋转位移平台调整泵浦光、Stokes光的相位匹配角度,研究了外腔泵浦的表面垂直发射太赫兹参量振荡器的运转特性,获得了1THz到2.3THz的太赫兹波,最大Golay Cell响应的单脉冲信号幅度为2.49V,单脉冲输出能量为1.06μJ,是目前关于太赫兹参量振荡器报道中最高的单脉冲输出能量。2.提出一种改进的激光晶体受激发射截面的测量方法。不同于以往测量方法将输入输出关系进行简单的线性拟合,本文考虑泵浦光与振荡激光光斑尺寸的比值对输入输出关系的影响,引入参数k,得到更精确的公式。通过测量激光器的输入输出关系,利用该公式,可以得到更精确的结果。3.测量了五种掺钕激光晶体的受激发射截面。分析了使用改进方法确定激活介质受激发射截面过程中减小测量误差的措施和热透镜效应的影响,设计一种测量装置,将五种掺钕激光晶体(分别为Nd:YAG, Nd:YVO4, Nd:LuVO4, LGT和NGAB)放入此测量装置中,测量输入输出关系,计算有效受激发射截面,分别为2.58×10-19cm2,10.8×10-19cm2,1.15×10-19cm2,12.3×10-19cm2,3.52×10-19cm2由于测量五种掺钕激光晶体受激发射截面的实验装置相同,不同晶体测量过程中所产生的误差也大致相同,即使所得结果的绝对值存在误差,五种晶体有效受激发射截面的相对值还是比较准确的。