GaAs半导体中的三光子吸收

本文从直接能隙半导体中三光子吸收跃迁速率的全量子理论表达式出发,在二能带和四能带理论模型下,分别就抛物线和非抛物线型能带,计算了GaAs半导体的三光子吸收系数。其结果与实验值作了比较。同时还给出了GaAs中三光子吸收系数的色散曲线。     

GaAs半导体中三光子吸收的研究

本文利用全量子理论推导了半导体中多光子吸收跃迁速率的一般表达式。对各种模型计算了本征GaAs在λ=2.06um下的三光子吸收系数。实验上采用非线性光电导和非线性光透射技术,测量了GaAs中三光子吸收系数。     

GaAs在光通讯波段的超快非线性光学研究

采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(GaAs)单晶进行了非线性动力学以及非线性光学的实验研究.飞秒泵浦-探测实验结果表明,三阶非线性光学效应源于砷化镓单晶对飞秒激光的瞬态双光子吸收,而五阶非线性光学效应源于砷化镓单晶双光子吸收诱导的自由载流子吸收效应.通过Z扫描实验,得到了关于GaAs单晶所有的非线性光学参数,包括双光子吸收系数、三阶非线性折射系数、双光子吸收诱导的自由载流子吸收截面以及双光子吸收诱导的自由载流子折射截面.结果表明,砷化镓单晶在制造光限幅器件和光电探测器方面具有良好的发展前景.     

GaAs中与施工高激发态有关的共振极化子效应

报道了ｎ型ＧａＡｓ的杂持磁光电导谱，在相对低的磁场下观察到束缚电子高激发态与ＬＯ声子的共振相互作用；讨论了共振极化子光电导响应随磁场强度变化的行为，以及钉扎在ＬＯ声子能量处的光电导峰的物理起源。     

GaAs半导体激光器线宽展宽因子的理论计算

本文利用简单模型综合考虑了带间跃迁、自由载流子吸收和带隙收缩对半导体激光器线宽展宽因子的影响,给出了半导体激光器线宽展宽因子的一种较为简便的计算方法.首先从理论上推导出线宽展宽因子的计算公式,分析并计算了GaAs半导体激光器的增益特性,并使用MATLAB软件中的Mupad工具包求解费米积分的数值解.然后根据得到的增益拟...     

GaAs与InP半导体光导开关特性实验研究

利用Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)及其掺杂材料制作的光导开关具有很好的时间响应及高功率输出特性.比较了这两种材料制作的不同电极间隙类型的光导开关的开关时间响应速度、导通光能与饱和触发激光能量、线性与非线性工作模式及触发稳定性等特性.结果表明,利用InP和GaAs两种材料制作的光导开关都具有达到皮秒级的超快时间响应,其对时间最佳响应与偏置电场有关.两种开关的多次触发时间抖动在几个皮秒范围,输出电压峰峰值抖动优于10%.GaAs开关的非线性工作电场阈值比InP开关低,更容易实现非线性输出.     

注氮GaAs中的深能级及其对自由载流子的补偿

详细研究了注氮n型GaAs中深的和浅的杂质缺陷的电学性质。深能级瞬态谱(DLTS)技术测量表明,能量为140keV和剂量为1×10¹³cm^-2的氮离子注入并经800℃退火30min的GaAs中存在四个电子陷阱,E₁(0.111),E₂(0.234),E₃(0.415),E₄(0.669)和一个空穴陷阱H(0.545),而在能量为20keV和剂量为5×10^{14关键词：}     

Steady-state analysis of three-photon absorption spectra via density-matrix method in a three-coupled-quantum-well nanostructure

We numerically simulate three-photon absorption spectra in a three-coupled-quantum-well nanostructure interacting with a pump field,a coherent coupling field,and a probe field.We find that the three-photon absorption spectra can be dramatically influenced due to the intensities of the coupling field and pump field changing under the three-photon resonance condition.The effect of the frequency detuning of the pump field on the three-photon absorption spectra is also discussed.The study in our case is much more practical than the study in the case of its atomic counterpart in the sense of flexible design and the wide adjustable parameters.Thus it may open up some new possibilities for technological applications in optoelectronics and solid-state quantum information science.     

两种新型芴类衍生物的三光子吸收特性研究

研究了两种新型芴类衍生物9，9_二（2_乙基已基）_2，7_二咔唑_9H_芴（简记为DCZF）和9 ，9_二（2_乙基已基）_2，7_二（2_（4_甲氧基）苯_2，1_乙烯基）芴（简记为BMOSF）在N ，N_二甲基甲酰胺（DMF）中的线性吸收和单光子荧光行为，并用脉冲宽度为38ps，重复 频率为10 Hz的1064 nm Nd：YAG脉冲激光研究了两种化合物的三光子吸收性质.结果表明： 两种新材料的最大线性吸收峰分别位于330和380nm，吸收区域覆盖了270—420 nm波段. 两种化合物的荧光带位于蓝_紫区，中心波长为369和442 nm，都具有较小的斯托克斯位移. 化合物DCZF和BMOSF的三光子吸收系数分别为γ_DCZF=678×10^{- 20} cm3/W²和γ_BMOSF=592×10^-20 cm³/W². 同时， 两种新材料还表现出明显的三光子吸收光限幅效应，当入射光强分别为8和6GW/cm²时，非线性透过率分别达到30%和45%. 关键词： 芴类衍生物 三光子吸收 光限幅 非线性透过率     

Two-photon absorption coefficient dichroism in Ⅱ-Ⅵ semiconductor crystals

Considering two beams propagate in semiconductor crystal, this paper discusses the polarization dependence of pump beam-induced intensity attenuation of probe beam due to two-photon absorption (TPA). Numerical calculation and experimental measurement demonstrate that TPA coefficient is polarization dependent. For homogeneous materials, probe beam attenuation arises from the imaginary part of diagonal and off-diagonal components of third-order nonlinear susceptibilities.     

Thiophene-fluorene derivatives with high three-photon absorption activities and their application to optical power limiting

The three-photon absorption (3PA) properties of two thiophene-fluorene derivatives (abbreviated as MOTFTBr and {ATFTBr}) have been determined by using a Q-switched Nd:YAG laser pumped with 38ps pulses at 1064nm in DMF. The measured 3PA cross-sections are 152\times 10^-78cm⁶s² and 139\times 10^-78cm⁶s², respectively. The optimized structures were obtained by AM1 calculations and the results indicate that these two molecules show nonplanar structures, and attaching different donors has different effects on the molecular structure. The charge density distributions during the excitation were also systematically studied by using AM1 method. In addition, an obvious optical power limiting effect induced by 3PA has been demonstrated for both derivatives.     

负电子亲和势GaAs光电阴极中的三光子激发和发射的理论研究

将三阶微扰理论应用于单晶GaAs半导体,结合与实际相接近的能带结构,得到了GaAs中三光子吸收系数的解析式表达式,在考虑了激发电子的逃逸过程的情况下,进而推导了负电子亲和势GaAs光电阴极中三光子光电发射的发射系数的解析表达式.两表达式得到的理论数值分别与用ns量级脉宽、2.06μm波长的激光测得的GaAs中三光子吸收系数和GaAs(Cs,O)光电阴极中三光子发射系数的实验值相比较,吻合较好.     

Optical absorption in a semiconductor cylindrical nanolayer

In the effective-mass approximation the single-electron states in a semiconductor cylindrical nanolayer in the regime of strong quantization are considered. The explicit form of the energy spectrum and envelope wave functions of single-electron states is obtained in the case of large and moderate radii of the system. The corresponding absorption bands of dipole and quadrupole optical transitions in the layer are calculated.     

一种新型芴类衍生物的光谱及光限幅性能分析

利用Heck反应合成了一种新型的共轭长链的芴类衍生物,研究了它的线性和非线性光学特性。测试了它在石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)四种不同极性溶剂中的紫外吸收和荧光光谱特性,结果表明溶剂极性对新物质紫外吸收光谱和荧光光谱有一定程度的影响,随着溶剂极性的增加,吸收光谱和荧光光谱均红移。在激发波长为1064nm皮秒激光器作用下,测试了新物质的光学非线性——光限幅效应,结果显示其透射率随入射光强的变化呈现非线性降低,限幅效应明显。根据分析得出,此光限幅效应是由三光子吸收引起。通过数据拟合,得出了新物质的三光子吸收系数γ为5.4×10-21 cm3/W2及相应的三光子吸收截面σ′3为7.3×10-77 cm6.s2。     

两种三光子吸收染料光限幅性能的实验研究

研究了两种新型D-π-D结构的芴类衍生物4-{7-[4-（二甲基胺）苯基]-9,9-二（2-乙基己基）-9H-芴-2-}-N,N-二甲基苯胺[缩写为B（DMAP）F]和4-{2-[7-（4-氨基苯乙烯基）-9,9-二（2-乙基己基）-9H-芴-2-]乙烯基}苯胺（缩写为BASF）在四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的线性吸收和单光子荧光行为,用脉冲宽度为38ps,重复频率为10Hz的1064nmNd;YAG脉冲激光研究了两种化合物的三光子吸收性质,结果表明：受溶剂效应的影响,两种化合物在极性较大的四氢呋喃溶剂中的最大线性吸收峰和荧光发射峰都有所红移;在极性较大溶剂中三光子吸收截面的数值较大,最高达到10^ -76cm^6S^2数量级。两种新材料还表现出明显的三光子吸收光限幅效应,当入射光强为8GW／cm^2时,B（DMAP）F和BASF的非线性透过率分别达到35％和39％。     

银吸收边附近X射线衰减系数测量

在北京同步辐射装置的4B7A中能X光束线上,光源能区为2.1~6.0 keV,能量分辨大于5000,高次谐波小于0.1%,光源强度大于109光子/s。通过全能区多能点的透过率精确测量Ag样品质量厚度,然后采用Ag薄膜对单能X光子的透过率进行测量,给出了Ag薄膜在吸收边（3.4~3.9 keV）的衰减系数 。建立了Ag样品吸收边附近衰减系数同步辐射测量方法。通过不确定度分析给出衰减系数测量不确定度小于1％,填补了在该区间衰减系数的空白。     

银吸收边附近X射线衰减系数测量

在北京同步辐射装置的4B7A中能X光束线上,光源能区为2.1~6.0keV,能量分辨大于5000,高次谐波小于0.1%,光源强度大于109光子/s。通过全能区多能点的透过率精确测量Ag样品质量厚度,然后采用Ag薄膜对单能X光子的透过率进行测量,给出了Ag薄膜在吸收边(3.4~3.9keV)的衰减系数。建立了Ag样品吸收边附近衰减系数同步辐射测量方法。通过不确定度分析给出衰减系数测量不确定度小于1%,填补了在该区间衰减系数的空白。