半導(dǎo)體材料非線性動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、近年來(lái)，寬帶半導(dǎo)體材料倍受人們的關(guān)注，其中ZnO由于具有較大的禁帶寬度和較高的受激增益等特性，使得人們對(duì)其在光信息處理、光儲(chǔ)存、集成光學(xué)、短波長(zhǎng)激光二極管的開(kāi)發(fā)及相關(guān)的研究等領(lǐng)域的應(yīng)用寄予厚望。本文中利用一套基于相位物體(PO)的時(shí)間分辨泵浦探測(cè)裝置，探究Ⅱ-Ⅵ族纖鋅礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體ZnO單晶的光學(xué)非線性動(dòng)力學(xué)過(guò)程。時(shí)聞分辨的PO泵浦探測(cè)裝置可適用于簡(jiǎn)并和非簡(jiǎn)并條件下的光學(xué)非線性的研究，通過(guò)剩用不同非線性機(jī)制響應(yīng)時(shí)間的差異來(lái)區(qū)分引起材料非線

2、性響應(yīng)的機(jī)制，并得到半導(dǎo)體非線性材料的非線性系數(shù)：雙光子吸收系數(shù)、非線性折射系數(shù)、自由載流予吸收截面、自由載流子折射體積、自由載流子壽命。
　　 本文應(yīng)用PO泵浦測(cè)技術(shù)分別在簡(jiǎn)并和非簡(jiǎn)并條件下研究了半導(dǎo)體材料ZnO的非線性動(dòng)力學(xué)。簡(jiǎn)并條件下，泵浦光和探測(cè)光是通過(guò)將激光器出射的同一束激光利用分光鏡分束得到的，泵浦光和探測(cè)光的波長(zhǎng)為532nm，脈寬為21ps。半導(dǎo)體材料在皮秒時(shí)域的非線性響應(yīng)主要由束縛電子效應(yīng)和雙光子吸收引起的自由載

3、流子效應(yīng)共同決定。開(kāi)孔時(shí)的歸一化透過(guò)率曲線與雙光子吸收、自由載流子吸收截面和自由載流子壽命有關(guān)，麗閉孔時(shí)的曲線與束縛電子克爾折射、自由載流子折射和自由載流子壽命有關(guān)。
　　 為了觀察半導(dǎo)體材料ZnO在不同波長(zhǎng)情況下產(chǎn)生的非線性吸收和折射，本論文在非簡(jiǎn)并條件下，應(yīng)用泵浦測(cè)技術(shù)研究了該材料的非線性動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。非簡(jiǎn)并條件下，利用光學(xué)參量產(chǎn)生器(OPG)出射的600nm的激光作為探測(cè)光并引入PO泵浦探測(cè)裝置中，泵浦光的波長(zhǎng)仍為532nm