Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các Đóng Góp Của Hiệu Ứng Áp Điện Đối Với Tăng Cường Tham Số Quang Của Các Phonon Âm Trong Các Chất Bán Dẫn III–V Được Đô Phong Trong Từ Trường Được Kích Thích
Tóm tắt
Bằng cách áp dụng mô hình thủy động lực học cổ điển của các plasmas bán dẫn, một nghiên cứu phân tích được thực hiện để nghiên cứu các đóng góp của hiệu ứng áp điện đối với việc tăng cường tham số quang của các phonon âm trong các chất bán dẫn III–V được đô phong trong từ trường. Giả định nguồn gốc của tương tác phi tuyến nằm ở mật độ dòng điện phi tuyến và sự phân cực điện nén của môi trường, các biểu thức được đưa ra cho biên độ bơm ngưỡng cho sự bắt đầu của quá trình tham số và hệ số tăng cường tham số trong điều kiện có và không có hiệu ứng áp điện và/hoặc trường từ tĩnh được áp dụng bên ngoài. Phân tích số được thực hiện cho hệ thống laser n-InSb-CO2. Các đóng góp của hiệu ứng áp điện đối với quá trình tăng cường tham số quang chỉ tồn tại khi có trường từ tĩnh. Hệ số tăng cường tham số không phụ thuộc vào nồng độ đô phong trong các trường hợp khi không có hiệu ứng áp điện và/hoặc trường từ tĩnh. Xung quanh cộng hưởng (tần số chu kỳ electron ~ tần số sóng bơm), hệ số tăng cường tham số trong sự hiện diện của hiệu ứng áp điện cao gấp 102 lần so với trường hợp không có hiệu ứng áp điện. Phân tích xác lập tiềm năng công nghệ của các chất bán dẫn III–V yếu áp điện được đô phong trong từ trường như là những chất dẫn để chế tạo các bộ khuếch đại tham số.
Từ khóa
#hiệu ứng áp điện #tăng cường tham số quang #phonon âm #bán dẫn III–V #từ trườngTài liệu tham khảo
Aghamkar P, Singh M, Kishore N, Duhan S, Sen PK (2007) Steady-state and transient Brillouin gain in magnetoactive narrow band gap semiconductors. Semicond Sci Technol 22:749–754
Agrawal R, Dubey S, Ghosh S (2012) Polaron induced parametric interactions in magnetized semiconductors. J Phys: Conf Ser 365:012045
Amirtharaj PM, Seiler DG (1994) Optical properties of semiconductors. In: Bass M, Van Stryland EW, Williams DR, Wolfe WL (eds) Handbook of optics, devices, measurements and properties, 2, Chapter 36 edn. McGraw-Hill, New York, pp 361–3696
Artemenko OL, Sevruk BB (1995) Parametric interaction of electromagnetic and acoustic waves in cubic semiconductors with strain dependent dielectric constant. Phys Stat Sol (b) 189:257–264
Bhan S, Singh HP, Kumar V, Singh M (2019) Low threshold and high reflectivity of optical phase conjugate mode in transversely magnetized semiconductors. Optik Int J Light Elect Opt 184:464–472
Biaggio I (2001) Piezoelectric contributions to pulsed degenerate four-wave mixing. Appl Phys Lett 78:1861–1863
Boyd RW (2008) Nonlinear optics, 3rd edn. Academic Press, New York
Ciriolo AG, Negro M, Devetta M, Cinquanta E, Facciala D, Pusala A, Silvestri SD, Stagira S, Vozzi C (2017) Optical parametric amplification techniques for the generation of high-energy few-optical-cycles IR pulses for strong field applications. Appl Sci 7:265
Duncan C, Perret L, Palomba S, Lapine M, Kuhlmey BT, de Sterke CM (2015) New avenues for phase matching in nonlinear hyperbolic metamaterials. Sci Rep 5:8983
Garmire E (2000) Resonant optical nonlinearities in semiconductors. IEEE J Sel Top Quantum Electron 6:1094–1110
Generazio ER, Spector HN (1979) Free carrier absorption in quantizing magnetic fields. Phys. Rev. B 20:5162–5167
Ghosh S, Sharma G, Rishi MP (2003) Parametric amplification in magnetized diffusive semiconductor plasmas. Phys B: Cond Mat 328:255–263
Ghosh S, Dubey S, Vanshpal R (2010) Quantum effect on parametric amplification characteristics in piezoelectric semiconductors. Phys Lett A 375:43–47
Ghosh S, Dubey S, Vanshpal R (2013) Steady state and transient gain characteristics of the stimulated Brillouin scattered mode in quantum semiconductor plasmas. Chin J Phys 51:1251–1269
Haas F (2005) A magnetohydrodynamic model for quantum plasmas. Phys Plasmas 12:062117
Hass F, Bret A (2012) Nonlinear low-frequency collisional quantum Buneman instability. Europhys Lett 97:26001
Jangra S, Singh HP, Kumar V (2019) Acoustical-phonon and polaron mode-induced optical parametric amplification in transversely magnetized III–V semiconductors. Mod Phys Lett B 33:1950271
Kumar V, Sinha A, Singh BP, Chandra S (2016) Second-order nonlinear optical susceptibilities of AIIBVI and AIIIBV semiconductors. Phys Lett A 380:3630–3633
Manfredi G (2005) How to model quantum plasmas. Fields Inst Commun 46:263–287
Manzoni C, Cerullo G (2016) Design criteria for ultrafast optical parametric amplifiers. J Opt 18:103501
Marklund M, Shukla PK (2006) Nonlinear collective effects in photon-photon and photon-plasma interactions. Rev Mod Phys 78:591–640
Moghanjoughi MA (2011) Nonlinear ion waves in Fermi-Dirac pair plasmas. Phys Plasmas 18:012701
New G (2011) Introduction to nonlinear optics. Cambridge University Press, New York
Ooi KJA, Ng DKT, Chee AKL, Ng SK, Wang Q, Ang LK, Agarwal AM, Kimerling LC, Tan DTH (2017) Pushing the limits of CMOS parametric amplifiers with USRN:Si7N3 above the two-photon absorption edge. Nat Commun 8:13878
Paliwal A, Dubey S, Ghosh S (2017) Frohlich interaction based parametric amplification in a degenerate polar semiconductor magnetoplasma. IOSR-J Appl Phys 9:75–81
Peter JH, Andrekson PA (2002) Fiber-based optical parametric amplifiers and their applications. IEEE J Sel Top Quantum Electron 8:506–520
Rasheed A, Jamil M, Siddique M, Huda F, Jung YD (2014) Beam excited acoustic instability in semiconductor quantum plasmas. Phys Plasmas 21:062107
Ravindra NM, Ganapathy P, Chio J (2007) Energy-gap refractive index relations in semiconductors – an overview. Infrared Phys Technol 50:21–29
Sharma G, Ghosh S (2001) Parametric excitation and oscillation of an acoustic wave in a magnetized piezoelectric semiconductor. Phys. Stat. Sol (a) 184:443–452
Singh M, Aghamkar P, Duhan S (2008) Enhancement of second- and third-order nonlinear optical susceptibilities in magnetized semiconductors. Chin Phys Lett 25:3276–3279
Singh M, Aghamkar P, Bhaker SK (2009) Parametric dispersion and amplification in semiconductor plasmas: effects of carrier heating. Opt Laser Tech 41:64–69
Speras DL (1970) Brillouin scattering study of propagating acoustoelectric domains in n-GaAs. Phys Rev B 2:1931–1951
Sweeney SJ, Mukherjee J (2017) Optoelectronic devices and materials. In: Kasap S, Capper P (eds) Springer handbook of electronic and photonic materials. Springer handbooks. Springer, Cham
Sylvestre T, Mussot A, Vedadi A, Provino L, Lantz E, Maillotte H (2008) System performances of fiber optical parametric amplifiers. Fib Integ Opt 27:516–531
Visvanathan S (1960) Free carrier absorption due to polar modes in the III–V compound semiconductors. Phys Rev 120:376–378
Yariv A (1988) Quantum electronics, 3rd edn. Wiley, New York, p 477