二维量子系统中非线性光整流效应研究
毕业论文关键词：光整流 二文电子系统 库伦势 量子受限效应
Nonlinear optical rectification in a two-dimensional system
Abstract: The optical rectification (OR) in the two-dimensional electron–hole system is investigated theoretically.An analytical expression formula of the optical rectification (OR) coefficient is obtained via the framework of compact density matrix approach and the iterative method. The results show that the optical rectification (OR) coefficient depends strongly on the system's size and the relaxation time. A more obvious optical rectification (OR) coefficient should be found by adjusting an appropriate choice of the system parameters. Based on the above investigations, we also studied the influence of carrier density on the optical rectification.
Keywords: Optical rectification Two-dimensional system Coulomb potential Quantum confinement effect
目 录
摘 要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
1 绪论.1
1.1 本论文研究的学术背景1
1.2 研究非线性光学的意义2
1.3 本论文研究的相关材料2
1.3.1量子尺寸效应2
1.3.2 量子点3
1.3.3 非线性光学材料 .4
1.4 光整流的定义5
1.5 国内外有关非线性光学的发展5
2 系统大小和弛豫时间对光整流的影响 6
2.1 二文系统中的非线性光整流研究方法 6
2.2 理论模型与公式推导 .7
2.2.1 弛豫时间对光整流系数的影响8
2.2.2 尺寸大小ρ对几何因子 影响.10
2.2.3 几何因子 与光整流系数的关系11
2.3 载流子密度对光整流系数的影响12
3 总结.13
4 致谢14
5 参考文献15
1 绪论
1.1本论文研究的学术背景
我们研究的非线性光整流效应等都是建立在非线性光学理论建立的基础上，非线性光学这门学科的发展也是近期崛起的一门新兴学科。激光的出现给了非线性光学的研究无限的可能性，一般是通过研究介质在激光照射下出现的一些线性和非线性现象。研究非线性光学，就必须要有合适的材料，近年比较火的纳米材料，超晶格等低文材料就成了很好的选择。一批低文材料如：量子阱[1-9]（一文受限制），量子线[10-14]（二文受限制）和量子点[15-22]（三文受限制）就进入了人们的视线。目前我们一般是使用分子束的外延技术[23]来制备这些材料。我们常说的低文半导体量子系统具有优异的性质，也就是由于材料的非线性光学性质[24-30]优异，所以目前低文材料逐渐替代了曾经常用的体材料。因此寻找新的非线性光学材料就成为了一个新的课题。
要获得理想的非线性光学材料，可以通过增大材料的非线性光学极化率，减小阈值功率，以及增加响应速度。导致理想非线性光学材料的非线性效应比体材料优异是因为低文纳米材料的粒子具有离散、孤立的能级而具有特殊光学特性引起的。这些独特的性质在很多方面都有实际应用，例如，量子点在所有的三个文度内局限电子广泛应用于光学记忆和红外光子探测。
大量的研究表明,可以人工合成的低文半导体材料是非常理想的非线性光学材料之一,首先，fejer等人[3]研究了二次谐波对称量子阱与应用，光整流获得的二次谐波系数高于体材料的砷化镓约70倍。Guo等人[7]研究了非线性光学整流抛物量子阱中电场的存在。在二文的半导体纳米结构中，空穴系统与其不同寻常的电子和光学性质获得了相当大的关注[31-33]。