Фотонная лавина типа II на межзонных переходах в кристаллах: зависимости пропускания от интенсивности падающего света

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Иванов А.В., Попов А.А., Перлин Е.Ю. Фотонная лавина типа II на межзонных переходах в кристаллах: зависимости пропускания от интенсивности падающего света // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 10. С. 3–7. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-10-03-07

Ivanov A.V., Popov A.A., Perlin E.Yu. Type-II photon avalanche associated with interband transitions in crystals: dependences of transmission on incident light intensity [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 10. P. 3–7. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-10-03-07

Ссылка на англоязычную версию:

A. V. Ivanov, A. A. Popov, and E. Yu. Perlin, "Type-II photon avalanche associated with interband transitions in crystals: dependences of transmission on incident light intensity," Journal of Optical Technology. 85(10), 599-602 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000599

Аннотация:

Исследовано пропускание света в модели фотонной лавины типа II на межзонных переходах в кристаллах. Для различных продолжительностей действия лазерного излучения и различных толщин материала получены зависимости пропускания от интенсивности падающего света j0. Показано, что пропускание резко падает с ростом j0. Так, в наносекундном диапазоне времени может быть получено эффективное ослабление излучения с j0 ≈ 30–150 кВт/см2 на длинах 10–2–10–1 см.

Ключевые слова:

фотопереходы с участием свободных электронов, нелинейное поглощение света, процессы второго порядка, пропускание света веществом

Благодарность:

Работа выполнена при государственной финансовой поддержке ведущих университетов Российской Федерации (субсидия 08-08), базовой части государственного задания в сфере научной деятельности — проект 5.4681.2017/6.7.

Коды OCIS: 300.1030, 190.4400, 190.4720

Список источников:

1. Chivian J.S., Case W.E., Eden D.D. The photon avalanche: A new phenomenon in Pr3+-based infrared quantum counters // Appl. Phys. Lett. 1979. V. 35. № 2. P. 124–125.
2. Kueny A.W., Case W.E., Koch M.E. Nonlinear-optical absorption through photon avalanche // J. Opt. Soc. Am. B. 1989. V. 6. № 4. P. 639–642.
3. Ni H., Rand S.C. Avalanche upconversion in Tm:YALO3 // Opt. Lett. 1991. V. 16. № 18. P. 1424–1426.
4. Chen Y., Auzel F. Room-temperature photon avalanche upconversion in an erbium-doped fluoride fibre // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1995. V. 28. № 1. P. 207–211.
5. Auzel F., Chen Y.H. Multiphoton pumping in Er3+ ZBLAN bulk and fibre first step for the photon avalanche process // J. Non-Crystalline Solids. 1995. V. 184. P. 57–60.
6. Pellé F., Goldner P. Steady state analysis of photon avalanche effect // Acta Physica Polonica A. 1996. V. 90. № 1. P. 197–205.
7. Guy S., Joubert M.-F., Jacquier B. Photon avalanche and the mean-field approximation // Phys. Rev. B. 1997. V. 55. № 13. P. 8240–8248.
8. Joubert M.-F. Photon avalanche upconversion in rare earth materials // Opt. Materials. 1999. V. 11. P. 181–203.
9. Gatch D.B., Dennis W.M., Yen W.M. Photon avalanche effect in LaCl3:Pr3+ // Phys. Rev. B. 2000. V. 62. № 16. P. 10790–10796.
10. Hehlen M.P., Kuditcher A., Lenef A.L., Ni H., Shu Q., Rand S.C., Rai J., Rai S. Nonradiative dynamics of avalanche upconversion in Tm:LiYF4 // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. № 2. P. 1116–1128.
11. Перлин Е.Ю., Ткачук А.М., Joubert M.-F., Moncorge R. Каскадно-лавинная up-конверсия в кристаллах YLF:Tm3+ // Опт. и спектр. 2001. Т. 90. № 5. С. 772–781.
12. Singh A.K., Kumar K., Pandey A.C., Parkash O., Rai S.B., Kumar D. Photon avalanche upconversion and pump power studies in LaF3:Er3+/Yb3+ phosphor // Appl. Phys. B. 2011. V. 104. P. 1035–1041.
13. Verma R.K., Singh S.K., Rai S.B. Upconversion, avalanche effect and controlled optical switching in Yb3+, Ho3+ codoped Ca12Al14O33 phosphor // Current Applied Physics. 2012. V. 12. № 6. P. 1481–1484.
14. Babu P., Martín I.R., Krishnaiah K.V., Seo H.J., Venkatramu V., Jayasankar C.K., Lavín V. Photon avalanche upconversion in Ho3+-Yb3+ codoped transparent oxyfluoride glass-ceramics // Chem. Phys. Lett. 2014. V. 600. P. 34–37.
15. Rathaiah M., Martín I.R., Babu P., Lingannaa K., Jayasankar C.K., Lavín V., Venkatramu V. Photon avalanche upconversion in Ho3+-doped gallium nano-garnets // Opt. Materials. 2015. V. 39. № 1. P. 16.
16. Perlin E.Yu. Photon avalanche effecy in doped quantum wells // J. Luminesc. 2001. V. 94–95. P. 249–253.
17. Перлин Е.Ю. Фотонная лавина в легированной квантовой яме // Опт. и спектр. 2001. Т. 91. № 5. С. 777–783.
18. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Левицкий Р.С. Каскадно-лавинная генерация электрон-дырочных пар в квантовых ямах типа II // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. № 3. С. 612–624.
19. Перлин Е.Ю., Левицкий Р.С. Фотонная лавина в легированных квантовых ямах: up-конверсия и эффект переключения // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 1. С. 3–11.
20. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Левицкий Р.С. Каскадно-лавинная up-конверсия и генерация неравновесных электрондырочных пар в гетероструктурах типа II // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 1. С. 12–21.
21. Левицкий Р.С., Иванов А.В., Перлин Е.Ю. Эффект фотонной лавины в гетероструктурах типа I с глубокими квантовыми ямами // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 2. С. 3–8.
22. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Левицкий Р.С. Предпробойная генерация неравновесных электрон-дырочных пар: эффект многофотонной лавины // ЖЭТФ. 2005. Т. 128. № 2 (8). С. 411–421.

23. Иванов А.В., Левицкий Р.С., Перлин Е.Ю. Многофотонно-лавинная генерация свободных носителей в многозонном кристалле // Опт. и спектр. 2009. Т. 107. № 2. С. 272–280.
24. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Попов А.А. Межзонные фотопереходы с участием свободных электронов. I. Кристаллы с прямой запрещенной зоной // Опт. и спектр. 2012. Т. 113. № 4. С. 418–425.
25. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Попов А.А. Междузонные фотопереходы с участием свободных электронов. II. Кристаллы с непрямой запрещенной зоной // Опт. и спектр. 2012. Т. 113. № 4. С. 426–430.
26. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Попов А.А. Междузонные фотопереходы с участием свободных электронов. III. Пропускание света кристаллами // Опт. и спектр. 2013. Т. 115. № 5. С. 830–835.
27. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Попов А.А. Кинетика генерации неравновесных носителей заряда в кристаллах с глубокими примесями при участии двухцентровых переходов между зонными и примесными состояниями // Опт. и спектр. 2018. Т. 124. № 4. С. 492–498.
28. Попов А.А., Перлин Е.Ю., Иванов А.В. Пропускание света кристаллами с глубокими примесями при участии двухцентровых механизмов нелинейного фотовозбуждения // Опт. и спектр. 2018. Т. 125. № 2. С. 204–208.