Особенности распространения сверхкоротких импульсов лазерного излучения в размерноограниченных полупроводниковых структурах

• Автор: Коровай, Олеся Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тирасполь
• Количество страниц: 146 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1 Когерентные нелинейные явления в полупроводниках.
Обзор литературы.
1.1 Введение
1.2 Стационарное распространение лазерного излучения
1.3 Нестационарное распространение импульсов
1.4 Самоиндуцированная прозрачность
1.5 Нелинейные направляемые
(поверхностные и волноводные) волны
Глава 2 Теоремы площадей для ультракоротких импульсов, распространяющихся в световодах двухсекционного нелинейного
направленного ответвителя
2.1 Введение. Постановка задачи.
2.2 Гамильтониан задачи и основные уравнения.
2.3 Обсуждение результатов
2.2.1 ННО с идентичными световодами
2.2.2 ННО с различными световодами

Глава 3 Теоремы площадей для ультракоротких импульсов,
в ННО из туннельно-связанных линейного и нелинейного световодов
3.1 Введение. Постановка задачи.
3.2 Световоды с одинаковыми коэффициентами поглощения.
3.3 Световоды с различными коэффициентами поглощения.
Глава 4 Нелинейные поверхностные и волноводные моды в симметричной трехслойной структуре, обусловленные генерацией экситонов и биэкситонов в полупроводниках
4.1 Постановка задачи. Основные уравнения.
4.2 Нелинейные поверхностные моды
4.2.1 Обсуждение результатов
4.3 Нелинейные волноводные моды нижайшего порядка
4.3.2 Обсуждение результатов
4.4 Нелинейные волноводные моды высших порядков
Заключение
Библиография

Введение
В настоящее время существенно повысился интерес к исследованию эффектов когерентного нелинейного распространения лазерного излучения в полупроводниковых размерно-ограниченных структурах. К ним можно отнести эффекты самоиндуцированной прозрачности, самопереключения и локализации солитоноподобных импульсов, самоотражения, оптической бистабильности и мультистабильности, фотонного эха и др.. Значительное внимание уделяется исследованию нелинейных эффектов в световодах и направленных ответвителях, обусловленных нелинейностью показателя преломления сред. В стационарном режиме туннельно-связанные оптические световоды обладают важным свойством - самопереключением световой волны, которое состоит в том, что при определенных условиях малое изменение входной интенсивности одной из волн может привести к резким изменениям интенсивностей волн на выходе.
Для объёмных сред, состоящих из двухуровневых атомов, изучено явление самоиндуцированной прозрачности, которое состоит в том, что под воздействием переднего фронта ультракороткого импульса (УКИ) резонансного лазерного излучения двухуровневая система переходит из основного состояния в возбужденное, тогда как задний фронт импульса заставляет систему совершать индуцированные переходы из возбужденного состояния в основное. Поглощенная на переднем фронте импульса энергия снова возвраща-
а+. |
щ'] = - г — + - <ур1Е'/ . (2.21)

Из (2.16) и (2.21) имеем
(2.22)

—"РРЛ- (2.23)

Проинтегрируем (2.14) по времени в пределах от -со до + оо, считая распространяющийся импульс гладким. Учитывая, что импульс при 1 ->■ —оо в системе
+со г]р
1* (Л-*-' I I /—
отсутствует, а при г = +оо он уже вышел из системы, и что ] -у- = Е^_ = 0,

получаем
d(5) 00
с = -2Tthcoa2 jf(Ä)dA jvjdt - 27iha>ju@2 sinicp-, -
В выражении (2.24) возник интеграл )Vjdt. Вычислим его, используя уравне-

ния (2.22) и (2.23), интегрируя их по времени в пределах от - со до + оо и учитывая, что lim u(t)= lim v(t) = 0. Тогда находим
£-+±00 £-+±
+00 | +
A jvjdt— + ujdt = 0, (2.22')
-00 ^2 —со
+оо | +оо J +оо
A §Ujdt— jvjdt — о JPjEjdt-Q. (2.23')
-00 ^2 2 _

Исключая J и jdt, приходим к выражению

+0° +
Ь^-тттх? <2-25)
Подставляя (2.25) в (2.24), получаем