半導(dǎo)體相干非線性效應(yīng)垂直偏振激發(fā)半導(dǎo)體四波混頻.pdf

1、光與物質(zhì)作用的非線性效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)信息科學(xué)領(lǐng)域眾多光電子器件的物理基礎(chǔ)，而半導(dǎo)體的光學(xué)非線性特性因?yàn)槠錆撛诘母吖鈱W(xué)非線性系數(shù)和超快的響應(yīng)速度，正吸引著世界范圍內(nèi)廣泛的研究興趣。半導(dǎo)體的光學(xué)非線性效應(yīng)可分為兩類：一類是以半導(dǎo)體中載流子的非線性動(dòng)態(tài)過(guò)程為基礎(chǔ)，另一類則以光與半導(dǎo)體相干作用為基礎(chǔ)?；诘谝活惏雽?dǎo)體非線性效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的光開(kāi)關(guān)，由于受到載流子壽命的限制，使得開(kāi)關(guān)速度受到限制，一般不超過(guò)10GHz。基于第二類半導(dǎo)體相干非線性效應(yīng)為基礎(chǔ)的光開(kāi)

2、光，由于只受退相干條件的制約，響應(yīng)速度可以超過(guò)THz。目前為止，雖然亞皮秒級(jí)的半導(dǎo)體非線性效應(yīng)已經(jīng)在試驗(yàn)中觀測(cè)到了，并成功的應(yīng)用在光開(kāi)關(guān)器件中，然而，對(duì)半導(dǎo)體相干非線性效應(yīng)的研究還不透徹，特別是對(duì)偏振相關(guān)的半導(dǎo)體相干非線性效應(yīng)的物理機(jī)制研究還不清楚。
　　 半導(dǎo)體四波混頻是一種典型的相干非線性效應(yīng)，該論文希望通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體中這一典型的相干非線性效應(yīng)進(jìn)行研究，重點(diǎn)考察垂直偏振激發(fā)半導(dǎo)體四波混頻效應(yīng)，揭示光與半導(dǎo)體非線性相干作用過(guò)程中

3、光“偏振信息”的傳遞、存儲(chǔ)、交換、耗散等物理機(jī)制，建立包括光偏振態(tài)的光與半導(dǎo)體非線性全相干作用的研究模型。該項(xiàng)研究的創(chuàng)新之處在于，我們嚴(yán)格考察半導(dǎo)體電子波方程各分量的自旋狀態(tài)、確切的方位性與光激發(fā)躍遷矩陣元的偏振特性、半導(dǎo)體偏振光激發(fā)初態(tài)與末態(tài)的確切關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)上，直接利用Density-Matrix Formalism計(jì)算了“半導(dǎo)體四波混頻”相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程。研究結(jié)果顯示，如果計(jì)算中，相干項(xiàng)永遠(yuǎn)保持相干，理論上是無(wú)法觀測(cè)到四波混頻現(xiàn)象的