非對(duì)稱量子阱結(jié)構(gòu)中非線性光學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用的研究.pdf

1、太赫茲(THz)波具有良好的透視性、安全性和較高的光譜分辨力,近十年被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)、信息等領(lǐng)域,具有重大的科學(xué)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。利用電子學(xué)和光學(xué)方法可以有效的產(chǎn)生相干THz波輻射,而基于光學(xué)非線性頻率變換技術(shù)的差頻辦法可以獲得室溫運(yùn)轉(zhuǎn)、寬調(diào)諧、高功率、低成本和結(jié)構(gòu)緊湊的相干THz源。而常用的晶體的二階非線性差頻系數(shù)都很小,使得差頻轉(zhuǎn)換效率很低,而非對(duì)稱量子阱的二階非線性系數(shù)很大,量級(jí)一般為μm／V,采用非對(duì)稱量子阱做差頻晶體

2、將會(huì)在很大程度上提高差頻轉(zhuǎn)化效率,因此量子阱在差頻應(yīng)用方面具有很大的發(fā)展?jié)摿?。本文探討了非?duì)稱量子阱中的線性效應(yīng)及二階、三階非線性效應(yīng),并在此基礎(chǔ)之上研究了量子阱差頻產(chǎn)生相干THz波輻射,及實(shí)用化的THz波調(diào)制器件。主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1.基于GaAs／Al0.2 Ga0.8 As／Al0.5 Ga0.5As階梯形非對(duì)稱量子阱(AQW),討論了導(dǎo)帶為非拋物線形對(duì)量子阱中量子化能級(jí)、本征波函數(shù)及光學(xué)非線性效應(yīng)的影響。理論

3、計(jì)算了AQW中的二階非線性系數(shù),在考慮導(dǎo)帶為非拋物線形影響下,當(dāng)L1=70(A),L2=300(A)時(shí),光學(xué)差頻系數(shù)可高達(dá)X(2)DFG,max≈2.5019μm／V(比GaAs晶體中高約5個(gè)數(shù)量級(jí)),光整流系數(shù)可高達(dá)X(2)O,max≈13.208μm／V(比GaAs晶體中高約4個(gè)數(shù)量級(jí))。
　　 2.研究了一個(gè)特殊的GaAs／AlGaAs非對(duì)稱量子阱在THz波段的線性、三階非線性吸收系數(shù)及介質(zhì)折射率的相對(duì)改變。以典型的階梯形