Нелинейные оптические свойства поляритонов в полупроводниковых микрорезонаторах

• Автор: Крижановский, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

1 Литературный обзор

1.1 Экситон-фотонное взаимодействие в микрорезонаторах

1.1.1 Фотонные состояния в микрорезонаторах

1.1.2 Поляритонные состояния

1.1.3 Поляритонные состояния в микрорезонаторах

1.1.4 Влияние случайного потенциала КЯ на поляритонные состояния в микрорезонаторе

1.2 Процессы рассеяния и релаксации иоляритонов в микрорезонаторах

1.2.1 Энергетическая релаксация иоляритонов при малой плотности возбуждения

1.2.2 Процессы стимулированного поляритонного рассеяв яния
1.2.3 Поляритон-поляритонное или гипер-Рамановское рассеяние
2 Образец и экспериментальная техника.
3 Энергетическая релаксация поляритонов возбужденных ниже уровня экситона
4 Стимулированное поляритон-поляритонное (параметрическое) рассеяние в полупроводниковых МР
4.1 Экспериментальное наблюдение стимулированного поляри-тон-поляритонного рассеяния при возбуждении циркулярно поляризованным светом

4.2 Поляритон-поляритонное рассеяние при возбуждении эллиптически поляризованным светом: биэкситонный резонанс СО
4.3 Температурное поведение стимулированного параметрического рассеяния в МР с неглубокой нижней поляритонной ветвыо
4.4 Влияние релаксации некогерентных поляритонов на стимулированное поляритон-поляритонное рассеяние: случай глубокой нижней поляритонной ветви
5 Стимулированное поляритон-поляритонное рассеяние в
плотной поляритонной системе.
5.1 Дополнительные моды в угловом спектре микрорезонатора вследствие рассеяния поляритонов макрозаполненных состояний
5.2 Стимулированное поляритон-поляритонное рассеяние при различных уровнях возбуждения. Теоретическая модель
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список литературы.

ВВЕДЕНИЕ.
В последние годы движение в сторону миниатюризации и повышения быстродействия интегрированных электронных схем стимулировало огромные усилия исследователей во всем мире. Однако, миниатюризация и высокое быстродействие электронных схем приводит к сильному увеличению уровня диссипации энергии. В попытке отыскать дальнейшие пути развития ученые все чаще обращаются к свету (вместо электронов), как носителю информации. Это связано с рядом преимуществ фотонов перед электронами: более высокая скорость распространения в веществе, больший объем переносимой в единицу времени информации, меньшая чувствительность к различного рода взаимодействиям. В этой связи является актуальным изучение оптических свойств объектов, на основе которых разрабатываются элементы новых информационных сетей.
Одним из таких объектов является полупроводниковый микрорезонатор (МР), который так же, как и полупроводниковую квантовую яму (КЯ), можно отнести к классу полупроводниковых гетсроструктур. В МР с помощью двух диэлектрических брэгговских зеркал (состоящих из чередующихся Л/4 слоев веществ с большой разницей показателей преломления) реализовано ограничение света в рабочем теле резонатора, которое ведет к высокой спектральной и пространственной концентрации энергии в резонаторной оптической моде. Помещая активную среду в пучность электромагнитного поля между зеркалами, можно добиться высокой степени смешивания спонтанного излучения среды с резоиа-торной модой, что позволяет реализовать на основе полупроводниковых МР лазеры с очень низким пороговым значением инжекционного тока [1, 2]. Использование в качестве активной среды нескольких полупроводниковых КЯ в пучности электромагнитного поля МР моды повышает эффективность работы системы.
Если экситонный переход в КЯ находится в резонансе с МР фотон-
Рис. 3: Схема планарного микрорезонатора.
товода С. После линзы была помещена диафрагма Д, размер которой позволял детектировать излучение с угловым разрешением < 1°. Линза и световод были помещены на вращающийся рельс, что позволяло таким образом изменять угол детектирования Ф с точностью ~ 1° в диапазоне углов до СО0. Изображение другого конца световода С с помощью линз 04 и 05 перебрасывалось на щель монохроматора Иагпапог И-ЮОО, обозначенного как М. Регистрация сигнала осуществлялась ССО-камерой, сигнал с которой подавался на персональный компьютер ПК. Эксперименты были сделаны на нескольких точках образца с величиной Раби расщепления Ш ~ 6 мэВ и расстройкой энергий экситонной и фотонной модой Д в диапазоне от —6 до +2 мэВ.