Волны миллиметрового диапазона в средах с диэлектрической проницаемостью плазменного типа и неоднородных средах

• Автор: Моисеенко, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Глава 1. Нелинейная восприимчивость полупроводников в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне
1.1 Введение
1.2 Факторы, определяющие оптические свойства полупроводников
в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне
1.3 К точному решению задачи
1.4 Времена релаксации энергии и импульса
1.5 Оценка температуры носителей
1.6 Характеристика основных процессов рассеяния
1.6.1 Рассеяние на ионизированных примесях
1.6.2 Рассеяние на акустических фононах
1.6.3 Рассеяние на неполярных оптических фононах
1.6.4 Рассеяние на полярных оптических фононах
1.7 Важнейшие механизмы рассеяния для полупроводников типа АШВУ
1.7.1 Общие результаты
1.7.2 Арсенид галлия
1.7.3 Арсенид индия
1.7.4 Фосфид индия
1.8 Значения %(3) для различных полупроводников типа АШВУ
1.8.1 Введение
1.8.2 Общие результаты
1.8.3 Арсенид галлия
1.8.4 Арсенид индия
1.8.5 Фосфид индия
1.9 Генерация третьей гармоники при отражении излучения от поверхности полупроводника
1.10 Основные результаты главы
Глава 2. Временное представление взаимодействия коротких несинусоидальных импульсов с плазмоподобной средой
2.1 Отражение и преломление коротких импульсов на границе плазмоподобной среды (решение во временной области)
2.2 Традиционные методы решения задачи
2.3 Метод неразделяющихся решений
2.4 Численный метод
2.5 Отраженный и проходящий импульсы при различных значениях параметра а
2.6 Основные результаты главы
Глава 3. Отражение и пропускание волн тонкими неоднородными пленками (точно решаемая модель)
3.1 Введение
3.2 Базовые уравнения для э- и р-поляризованной волны
3.3 Выражения для поляризационных компонент электромагнитного поля внутри неоднородного диэлектрика
3.4 Поляризационная зависимость коэффициентов отражения
3.5 Оптимизация параметров слабоотражающих покрытий
3.6 Основные результаты главы
Глава 4. Математические методы оптики неоднородных сред в задачах квантовой механики
4.1 Введение
4.2 Собственные функции уравнения Шредингера для «расщепленного» потенциала
4.3 Уровни энергии частицы в «расщепленной» потенциальной яме
4.4 Основные результаты главы
Заключение
Список литературы

Диссертационная работа посвящена теоретическому изучению эффектов, возникающих при взаимодействии излучения длинноволнового диапазона с веществом. Эти эффекты могут быть обусловлены как пространственной или временной неоднородностью самой среды, так и особенностями внешнего электромагнитного поля, в частности, его высокой напряженностью или малой продолжительностью импульса.
Нелинейная зависимость диэлектрической проницаемости вещества от напряженности внешнего поля впервые была описана и определена экспериментально несколько десятилетий назад [1 - 4], когда изобретение лазера позволило получить когерентное излучение высокой мощности. За это время были хорошо изучены нелинейные свойства материалов в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне, продвижение же в дальний инфракрасный диапазон оказалось сопряжено с существенными техническими трудностями [5, б]. Вплоть до недавнего времени не существовало перестраиваемых источников излучения длинноволнового диапазона, достаточно мощных для того, чтобы стало возможным наблюдение и использование в нем нелинейнооптических свойств веществ. Что касается проводившихся ранее теоретических исследований, то они были затруднены вследствие недостатка экспериментальных данных. Между тем, было экспериментально обнаружено и исследовано влияние электромагнитного поля на оптические свойства полупроводников в миллиметровом диапазоне и намечен подход к вычислению в нем их нелинейных восприимчивостей [7 - 11]. Появление в последнее время лазеров на свободных электронах [12] и других методов генерации мощного длинноволнового излучения делает возможным практическое изучение нелинейных свойств материалов в рассматриваемом диапазоне. Имеющиеся экспериментальные данные [13, 14] и результаты, полученные в настоящей работе, позволяют предположить в нем более высокие абсолютные значения нелинейных восприимчивостей, нежели в

Igc-Л
14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 lg (АО
Рис. 1.15. Концентрационная зависимость z(3) для InAs. 1 - Т = 70 К, Л = 2 ООО мкм, 2 - Г = 40 К, Л =2 ООО мкм , 3 - Т= 70 К, Я = 4 ООО мкм, 4 - Т = 40 К, Л = 4 ООО мкм.