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随着太赫兹（THz）波在无线通讯、生物医学、安全检查、光谱成像等领域的广泛应用,太赫兹辐射源的应用需求也大大提高。利用非线性光学差频产生（DFG）太赫兹波具有高功率、宽调谐、窄线宽、结构简单、室温运转等优点,该方法是产生太赫兹辐射源的一种有效方法。但目前光学方法的量子转化转换效率较低,亟需提高。本文将从级联差频方法提高太赫兹波转换效率方面进行理论研究。本文的主要内容如下:（1）分析周期极化KTiOPO4（KTP）晶体中级联差频产生THz波过程,基于耦合波方程计算THz波的增益和量子转换效率。与非级联过程相比,10阶级联过程的THz波强度增加至5.53倍,量子转换效率达到479.4%,超过了Manly-Rowe限制。（2）研究基于无粘合剂粘结周期极化KTP晶体和LiNbO3晶体光学参量效应产生两组双波长的输出特性。并分析双信号光在光学参量振荡器中同一KTP晶体中级联差频产生THz波的输出特性,与非级联过程相比,4阶级联过程中THz波增益提高至5.56倍,量子转换效率达到259%。同理分析双闲频光在光学参量振荡器中同一LiNbO3晶体中级联差频产生THz波的输出特性,与非级联过程相比,3阶级联过程中THz波强度提高至2.57倍,量子转换效率为106%。二者均超过了Manly-Rowe限制,为产生高效率高功率THz波提供一种有效方法。（3）理论分析基于GaP脊型波导级联差频产生THz波过程。通过计算表明,10阶级联差频过程与非级联差频过程相比,THz波强度提高至5.48倍,量子转换效率为177.9%,突破Manly-Rowe限制。（4）利用非线性极化率理论,研究双轴晶体中波矢在主轴坐标系坐标平面内传播时非线性系数和有效倍频极化系数关系。分析简正模方程在波矢沿双轴晶体主轴坐标系坐标平面内传播的特殊情况,并依据菲涅尔方程说明双轴晶体的吸收特性。（5）研究了基于LiNbO3晶体A1和E对称模在光学参量过程中同时产生两束正交THz波。采用周期极化结构为两模式产生两束正交THz波的相位匹配条件提供微扰,在耦合光学参量过程中实现同时产生四束THz波。