УДК: 535.14

Нелинейное поглощение фемтосекундных световых импульсов при двухфотонном резонансе в объемных кристаллах и наноструктурах

Перлин Е.Ю., Елисеев К.А., Идрисов Э.Г., Халилов Я.Т.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Перлин Е.Ю., Елисеев К.А., Идрисов Э.Г., Халилов Я.Т. Нелинейное поглощение фемтосекундных световых импульсов при двухфотонном резонансе в объемных кристаллах и наноструктурах // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 9. С. 3–12.

Perlin E.Yu., Eliseev K.A., Idrisov E.G., Khalilov Ya.T. Nonlinear absorption of femtosecond light pulses accompanying two-photon resonance in bulk crystals and nanostructures [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2011. V. 78. № 9. P. 3–12.

Ссылка на англоязычную версию:

E. Yu. Perlin, K. A. Eliseev, É. G. Idrisov, and Ya. T. Khalilov, "Nonlinear absorption of femtosecond light pulses accompanying two-photon resonance in bulk crystals and nanostructures," Journal of Optical Technology. 78(9), 563-569 (2011). https://doi.org/10.1364/JOT.78.000563

Аннотация:

Развита теория нестационарного поглощения сверхкоротких световых импульсов в объемных материалах и гетероструктурах с квантовыми ямами при двухфотонном резонансе на межзонных переходах, а также на переходах между дискретными состояниями либо между подуровнями (подзонами) размерного квантования. Получены аналитические выражения для нелинейных поляризуемостей, определяющих энергию, поглощенную из фемтосекудного светового импульса. Получены зависимости поглощенной энергии от расстроек двухфотонных резонансов и от длительности импульсов.

Ключевые слова:

двухфотонные переходы, нелинейные поляризуемости, фемтосекундные световые импульсы, кристаллы, наноструктуры, квантовые ямы

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке аналитической ведомственной целевой программы “Развитие научного потенциала высшей школы” (проекты 2.1.1/9200, 9653) и РФФИ (грант 09-02-00223).

Коды OCIS: 190.0190, 320.0320, 300.0300

Список источников:

1. Cerullo G., De Silvestri S., Nisoli M., Sartania S., Stagira S., Svelto O. Few-optical-cycle laser pulses: from high peak power to frequency tenability // IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics. 2000. V. 6. № 6. P. 948–958.
2. 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.
3. Tien A.C., Backus S., Kapteyn H., Murname M., Mourou G. Short-Pulse Laser Damage in Transparent Materials as a Function of Pulse Duration // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. P. 3883–3886.
4. Quere F., Guizard S., Martin Ph. Time-resolved study of laser induced breakdown in dielectrics // Europhys. Lett. 2001. V. 56. P. 138–144.
5. Simanovskii D.M., Schwettman H.A., Lee H., Welch A.J. Midinfrared optical breakdown in transparent dieletrics // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. Р. 107601 (4 p.).

6. Efimov O., Juodkazis S., Misawa H. Intrinsic single- and multiple-pulse laser-induced damage in silicate glasses in the femtosecond-to-nanosecond region // Phys. Rev. A. 2004. V. 69. Р. 042903 (7 p.).
7. Winkler S.W., Burakov I.M., Stoian R., Bulgakova N.M., Husakou A., Mermillod-Blondin A., Rosenfeld A., Ashkenasi D., Hertel I.V. Transient response of dielectric materials exposed to ultrafast laser radiation // Appl. Phys. A. 2006. V. 84. P. 413–422.
8. Bonze J., Bachelier G., Siegel J., Solis J., Sturm H. Time- and space-resolved dynamics of ablation and optical breakdown induced by femtosecond laser pulses in indium phosphide // J. Appl. Phys. 2008. V. 103. Р. 054910 (6 p.).
9. Degani M.H., Hipolito O. Electron-phonon interaction effects in a quasi-two-dimensional electron gas in the GaAs-Ga1–xAlxAs heterostructure // Phys. Rev. B. 1987. V. 35. № 14. P. 7717–7720.
10. Lassnig R. Polar optical interface phonons and Fröhlich interaction in double heterostructures // Phys. Rev. B. 1984. V. 30. № 12. P. 7132–7137.
11. Ridley B.K. Electron scattering by confined LO polar phonons in a quantum well // Phys. Rev. B. 1989. V. 39. № 8. P. 5282–5286.
12. Ridley B.K. Electron-hybrydon interaction in a quantum well // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. № 8. P. 4592–4594.
13. Rücker H., Molinari E., Lugli P. Electron-phonon interaction in quasi-two-dimensional systems // Phys. Rev. B. 1991. V. 44. № 7. P. 3463–3466.
14. Nash K.J. Electron-phonon interactions and lattice dynamics of optic phonons in semiconductor heterostructures // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. № 12. P. 7723–7744.
15. Tsuchia T., Ando T. Electron-phonon interaction in GaAs/AlAs superlattices // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. № 12. P. 7240–7252.
16. Trallero-Giner C., Comas F. Electron-LO-phonon interaction in semiconductor double heterostructures // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. № 9. P. 4583–4588.
17. Trallero-Giner C., Comas F., Garsia-Moliner F. Polar optical modes and electron-phonon interaction in semiconductor nanostructures // Phys. Rev. B. 1994. V. 50. № 3. P. 1755–1759.
18. Gondar J.L., Comas F., Castro F. Scattering rates in a semiconductor heterostructure: the effects of intersubband transitions // Physica B. 2000. V. 292. P. 354–358.
19. Перлин Е.Ю., Федоров А.В. Двухфотонное поглощение, контролируемое резонансным оптическим штарк-эффектом в кристаллах и квантовых наноструктурах // Опт. и спектр. 1995. Т. 79. № 2. С. 445–456.
20. Перлин Е.Ю. Многофотонная генерация электрон-дырочных пар в квантовой яме // Опт. и спектр. 1997. Т. 82. № 2. С. 259–265.
21. Перлин Е.Ю. Нелинейные восприимчивости квантовых точек // Опт. и спектр. 2000. Т. 88. № 3. С. 439–445.
22. Перлин Е.Ю. Нелинейно-оптические поляризационные эффекты в материале с квантовыми точками // Опт. и спектр. 2000. Т. 88. № 6. С. 987–992.
23. Перлин Е.Ю. Оптический штарк-эффект при переходном двойном резонансе в полупроводниках // ЖЭТФ. 1994. Т. 105. № 1. С. 186–197.
24. Маделунг О. Физика полупроводниковых соединений элементов III и V групп. М.: Мир, 1967. 480 с.