Многофотонная генерация электронно-дырочных пар при резонансном оптическом штарк-эффекте

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Перлин Е.Ю., Бондарев М.А. Многофотонная генерация электронно-дырочных пар при резонансном оптическом штарк-эффекте // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 11. С. 24–31.

Perlin E. Yu., Bondarev M. A. Multiphoton generation of electron–hole pairs accompanying the resonance optical Stark effect [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2013. V. 80. № 11. P. 24–31.

Ссылка на англоязычную версию:

M. A. Bondarev and E. Yu. Perlin, "Multiphoton generation of electron–hole pairs accompanying the resonance optical Stark effect," Journal of Optical Technology. 80(11), 661-666 (2013). https://doi.org/10.1364/JOT.80.000661

Аннотация:

Полученные ранее общие выражения для скоростей нелинейной фотогенерации электронно-дырочных пар в условиях гфотонно-однофотонного резонанса на смежных межзонных переходах использованы для анализа проявлений резонансного оптического штарк-эффекта в случае п = 4. Благодаря появлению в перестроенном в поле сильной электромагнитной волны электронном зонном спектре новых сингулярностей Ван Хова скорость W ⁽⁴⁾ многофотонной генерации электронно-дырочных пар оказывается немонотонной функцией от интенсивности излучения j, включает области чрезвычайно быстрого роста, в которых небольшое изменение j приводит к увеличению W ⁽⁴⁾ на несколько порядков величины.

Ключевые слова:

многофотонные переходы, широкозонные кристаллы, оптический эффект штарка, перестройка электронного зонного спектра, сингулярности ван хова

Список источников:

1. Mao S.S., Quere F., Guizard S., Mao X., Russo R.E., Petite G., Martin P. Dynamics of femtosecond laser interactions with dielectrics // Appl. Phys. A. 2004. V.79. № 7. P.1695–1709.
2. Sharma B.S., Riekhof K.E. Laser-induced photoconductivity in silicate glasses by multiphoton excitation, a precursor of dielectric breakdown and mechanical damage // Canadian J. Phys. 1967. V. 45. P. 3781–3791.
3. Kovarskii V.A., Perlin E.Yu. Multi-photon interband optical transitions in crystals // Phys. Stat. Sol. B. 1971. V. 45. P. 47–56.
4. Schmid A., Kelly P., Braunlich P. Optical breakdown in alcali halides // Phys. Rev. B. 1977. V. 16. № 10. P. 4569–4582.
5. Jones S.C., Braunlich P., Casper R.T., Shen X.A. Recent progress on laser-induced modifications and intrinsic bulk damage of wide-gap optical materials // Opt. Eng. 1989. V. 28. № 10. P. 1039–1046.
6. Jones S.C., Shen X.A., Braunlich R.F. Mechanism of prebreakdown nonlinear energy deposition from intense photon field at 532 nm in NaCl // Phys. Rev. B. 1987. V. 35. № 2. P. 894–897.
7. Shen X.A., Jones S.C., Braunlich P.F. Four-photon absorption cross section in potassium bromide at 532 nm // Phys. Rev. B. 1987. V. 36. № 5. P. 2831–2843.
8. Vogel A., Noack J., Huttman G., Paltauf G. Mechanisms of femtosecond laser nanosurgery of cells and tissues // Appl. Phys. B. 2005. V. 81. P. 1015–1047.
9. Lenzner M., Kruger J., Sartania S., Cheng Z., Spielmann C. H., Mourou G., Kautek W., Krausz F. Femtosecond optical breakdown in dielectric // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. № 18. P. 4076–4079.
10. Zavestovskaya I.N., Eliseev P.G., Krokhin O.N., Men’kova N.A. Analysis of the nonlinear absorption mechanisms in ablation of transparent materials by high-intensity and ultrashort laser pulses // Appl. Phys. A. 2008. V. 92. P. 903–906.
11. Sharma B.S., Riekhof K.E. Laser-induced dielectric breakdown and mechanical damage in silicate glasses // Canadian J. Phys. 1970. V. 48. P. 1178–1191.
12. Gruzdev V.E. Photoionization rate in wide band-gap crystals // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. № 20. P. 205106–205118.
13. Галицкий В.М., Гореславский С.П., Елесин В.Ф. Электрические и магнитные свойства полупроводника в поле сильной электромагнитной волны // ЖЭТФ. 1969. Т. 57. № 1(7). С. 207–217.
14. Перлин Е.Ю., Коварский В.А. Влияние резонансного лазерного излучения на собственное поглощение света в кристаллах // ФТТ. 1970. Т. 12. В. 11. С. 3105–3112.
15. Yacoby Y. Optical double resonance in soids // Phys. Rev. B. 1970. V. 1. № 4. P. 1666–1677.
16. Tzoar N., Gersten J. I. Theory of electronic band structure in intense laser fields// Phys. Rev. B. 1975. V. 12. № 4. P. 1132–1139.
17. Галицкий В.М., Гореславский С.П., Елесин В.Ф. Электрические и магнитные свойства полупроводника в поле сильной электромагнитной // ЖЭТФ. 1969. Т. 57. № 7. С. 207–217.
18. Балкарей Ю.И., Эпштейн Э.М. О квазиэнергетическом спектре полупроводника в поле сильной электромагнитной волны // ФТТ. 1975. Т. 17. С. 2312–2314.
19. Перлин Е.Ю. Оптический штарк-эффект при переходном двойном резонансе в полупроводниках // ЖЭТФ. 1994. Т. 105. В. 1. С. 186–197. 20. Перлин Е.Ю., Федоров А.В. Двухфотонное поглощение, контролируемое резонансным оптическим штарк-эффектом в кристаллах и квантовых наноструктурах // Опт. и спектр. 1995. Т. 78. В. 3. С. 445–456.
21. Перлин Е.Ю., Федоров А.В. Критические точки электронного зонного спектра в поле сильной электромагнитной волны // ФТТ. 1995. Т. 37. В. 5. С. 1463–1472.
22. Перлин Е.Ю., Федоров А.В. Квазистационарный оптический штарк-эффект при двойном межзонном резонансе в анизотропных полупроводниках // Изв. РАН. Сер. физ. 1996. Т. 60. В. 6. С. 164–179.
23. Перлин Е.Ю., Стаселько Д.И. Нелинейное возбуждение нанокристаллов AgBr в поле коротких световых импульсов // Опт. и спектр. 2000. Т. 88. В. 1. С. 57–61.
24. Перлин Е.Ю., Стаселько Д.И. Многофотонные переходы и резонансный оптический эффект Штарка в нанокристаллах AgBr // Опт. и спектр. 2005. Т. 98. В. 6. С. 944–950.
25. Иванов А.В., Перлин Е.Ю. Предпробойное возбуждение кристаллов при двойном многофотонном резонансе. I. Вероятности межзонных переходов // Опт. и спектр. 2009. Т. 106. В. 5. С. 756–764.
26. Иванов А.В., Перлин Е.Ю. Предпробойное возбуждение кристаллов при двойном многофотонном резонансе. II. Анализ эффектов перестройки электронного зонного спектра // Опт. и спектр. 2009. Т. 106. В. 5. С. 764–770.
27. Бондарев М.А., Иванов А.В., Перлин Е.Ю. Предпробойное возбуждение кристаллов при двойном многофотонном резонансе. III. Запрещенные переходы // Опт. и спектр. 2012. Т. 112. В. 1. С. 115–118.
28. Бондарев М.А., Перлин Е.Ю., Иванов А.В. Многофотонное поглощение, контролируемое резонансным оптическим штарк-эффектом, в кристаллах // Опт. и спектр. 2013. Т. 115. № 6.
29. Башаров А.М. Фотоника. Метод унитарного преобразования в нелинейной оптике. М.: МИФИ. 1990. 30. Башаров А.М. Метод эффективного гамильтониана в нелинейной и квантовой оптике // Теоретическая физика. 2008. Т. 9. С. 7–35.
31. Hemstreet L.A., Fong C.Y. Electronic band structure and optical properties of 3C-SiC, BP, and BN // Phys. Rev. B. 1972. V. 6. № 4. P. 1464–1480.
32. Zhang Y., Holzwarth N. A. W., Williams R. T. Electronic band structures of the scheelite materials CaMoO4, CaWO4, PbMoO4, and PbWO4 // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. № 20. P. 12738–12750.