2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体非线性光学

半导体非线性光学 半导体非线性光学 强激发情况下, 半导体中多粒子激发产生的重整化效应. 区域Ⅰ：低激发下,存在载流子（电子，空穴）、自由激子以及束缚激子. 区域Ⅱ：较强激发下, 存在自由激子之间散射、自由激子与载流子之间散射以及双激子. 区域Ⅲ：强激发下, 存在 激子产生的玻色爱因斯坦凝聚 ②e-h等离子体. ●临界密度 ●观察：间隙材料（寿命长）或激子半径大材料. 锗：寿命ms,白炽灯照射. CuCl(d):泵浦 时间为ps 中间密度区域 双光子跃迁 ●弱耦合：光子1+光子2→(双)激子,中间 经历一个虚激发态. 强耦合：类光子极化激元1+类光子极化激元2→类激子(极化激元). ●产生纵模激子、UPB激子极化激元以及双激子(后面详细说明). ●动量守恒 ●选择定则与单激子不同. 19.2 弹性碰撞 非弹性碰撞 1. X－X碰撞: 在较强激发情况下, 且在激子寿命时间内,激子在样品中扩散,发生碰撞. 2.弹性碰撞: 动量守恒： 能量守恒： 碰撞结果使激子的位相驰豫时间 减小. 无电磁辐射 3.非弹性碰撞: ①跃迁：激子极化激元1被散射到更高的 激发态 激子极化激元2被散射到 类光子支 $$