Zn類半導(dǎo)體材料的超快非線性光學(xué)特性研究.pdf

1、21世紀(jì)的信息科學(xué)與技術(shù)高速發(fā)展，半導(dǎo)體材料及相關(guān)技術(shù)是促進(jìn)高科技不斷進(jìn)步的關(guān)鍵因素。在各種化合物半導(dǎo)體中，尤其以寬帶隙半導(dǎo)體材料的應(yīng)用最為廣泛，倍受科研工作者的關(guān)注。Ⅵ族Zn類半導(dǎo)體屬于直接帶隙半導(dǎo)體，研究這類半導(dǎo)體材料的非線性光學(xué)特性，對(duì)于提升半導(dǎo)體材料的應(yīng)用具有重要作用，因此在ps或者是fs微小時(shí)間量級(jí)上，對(duì)Ⅵ族Zn類半導(dǎo)體的非線性光學(xué)特性以及在激光器作用下的快速微觀過(guò)程進(jìn)行的基礎(chǔ)研究，獲得半導(dǎo)體響應(yīng)時(shí)間對(duì)于提高光電器件的性能具有

2、重要作用。
　　 本文以Ⅵ族Zn類半導(dǎo)體材料為研究對(duì)象，在皮秒和飛秒兩種激光脈沖作用下，通過(guò)Z-scan技術(shù)及基于相位物體的泵浦探測(cè)技術(shù)研究其非線性光學(xué)特性及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
　　 采用Z-scan技術(shù)分別在兩種激光脈沖作用下對(duì)三種Zn半導(dǎo)體材料的非線性吸收以及非線性折射特性進(jìn)行研究，并根據(jù)理論擬合獲得這三種半導(dǎo)體的非線性吸收系數(shù)以及非線性折射率。在532nm、21ps的激光脈沖作用下，ZnS、ZnO、ZnSe三種晶體的非

3、線性吸收為雙光子吸收，非線性折射率的符號(hào)為負(fù)。在800nm，脈沖寬度為130fs的激光脈沖作用下，ZnSe非線性吸收仍然為雙光子吸收，而ZnS晶體和ZnO晶體發(fā)生三光子吸收，在此激光脈沖下三種晶體的非線性折射率的符號(hào)為正。
　　 利用基于相位物體的泵浦探測(cè)技術(shù)在皮秒激光脈沖下研究ZnO晶體和ZnS晶體的非線性動(dòng)力學(xué)過(guò)程，并在飛秒激光脈沖作用下對(duì)ZnS晶體的超快非線性動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行研究。在皮秒激光脈沖作用下，ZnO晶體和ZnS晶體