Вышедшие номера
Поглощение мощного света свободными электронами в кристаллах: внутризонные электрон-фононные осцилляции Раби
Переводная версия: 10.1134/S0030400X20121005
Перлин Е.Ю. 1, Иванов А.В. 1, Попов А.А. 1
1Национальный исследовательский университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
Email: eyperlin@itmo.ru, avivanov@itmo.ru, aapopov@itmo.ru
Выставление онлайн: 21 сентября 2020 г.

В рамках модифицированного резонансного приближения рассчитано поглощение свободными электронами мощного лазерного излучения видимого либо ближнего ИК диапазона. Получены вероятности Wexc внутризонных переходов с изменением энергии электрона на h(omega±omegal), где omega - частота света, omegal - частота продольных оптических фононов, участвующих в процессе. Показано, что могут иметь место специфические электрон-фононные осцилляции Раби с частотой OmegaR, а поглощение света идет только до времени достижения первого максимума tau1 на зависимости Wexc(t), где t - время, прошедшее с начала действия лазерного импульса. Показано, что в случае предпробойных интенсивностей света процессы высоких порядков по полю световой волны существенным образом влияют на Wexc, tau1 и OmegaR. Ключевые слова: внутризонное поглощение света, оптический эффект Штарка, осцилляции Раби, гамильтониан Фрёлиха, предпробойные интенсивности света.
  1. Маненков А.А., Прохоров А.М. // УФН. 1986. Т. 148. N 1. С. 179; Manenkov A.A., Prokhorov A.M. // Sov. Phys. Usp. 1986. V. 29. N 1. P. 104. doi 10.1070/PU1986v029n01ABEH003117
  2. Jones S.C., Braunlich P., Casper R.T., Shen X.-A., Kelly P. // Opt. Engin. 1989. V. 28. N 10. 281039. doi 10.1117/12.7977089
  3. Lenzner M., Kruger J., Sartania S., Cheng Z., Spielmann C., Mourou G., Kautek W., Krausz F. // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. N 18. P. 4076. doi 10.1103/PhysRevLett.80.4076
  4. Stuart B.C., Feit M.D., Herman S., Rubenchik A.M., Shore B.W., Perry M.D. // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. N 4. P. 1749. doi 10.1103/PhysRevB.53.1749
  5. Simanovskii D.M., Schwettman H.A., Lee H., Welch A.J. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. N 10. 107601. doi 10.1103/PhysRevLett.91.107601
  6. Bulgakova N.M., Stoian R., Rosenfeld A., Hertel I.V., Campbell E.E.B. // Phys. Rev. B 2004. V. 69. N 5. 054102. doi 10.1103/PhysRevB.69.054102
  7. Deng Y.P., Xie X.H., Xiong H., Leng Y.X., Cheng C.F., Lu H.H., Li R.X., Xu Z. // Opt. Express. 2005. V. 13. N 8. P. 3096. doi 10.1364/OPEX.13.003096
  8. Rethfeld B. // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. N 3. 035101. doi 10.1103/PhysRevB.73.035101
  9. Bachau H., Belsky A.N., Bogatyrev I.B., Gaudin J., Geoffroy G., Guizard S., Martin P., Popov Yu.V., Vasil'ev A.N., Yatsenko B.N. // Appl. Phys. A. 2010. V. 98. P. 679. doi 10.1007/s00339-009-5465-y
  10. Chen H.Y., Wan Z.Z., Han Y.L. // Appl. Mechanics and Materials. 2011. V. 142. P. 134. doi 10.4028/www.scientific.net/amm.142.134
  11. Mirza I., Bulgakova N.M., Tomav sti k J., Michalek V., Haderka O., Fekete L., Mocek T. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 39133. doi 10.1038/srep39133
  12. Lin Zh., Ji L., Hong M. // Photonics Research. 2020. V. 8. N 3. P. 271. doi 10.1364/PRJ.379254
  13. Перлин Е.Ю., Федоров А.В., Кашевник М.Б. // ЖЭТФ. 1983. Т. 85. N 4(10). С. 1357; Perlin E.Yu., Fedorov A.V., Kashevnik M.B. // Sov. Phys. JETP. 1983. V. 58. N 4. P. 787
  14. Перлин Е.Ю., Иванов А.В., Левицкий Р.С. // ЖЭТФ. 2005. Т. 128. N 2(8). С. 411; Perlin E.Yu., Ivanov A.V., Levitskii R.S. // JETP. 2005. V. 101. N 2. P. 357. doi 10.1134/1.2047802
  15. Fan H.Y., Spitzer W., Collins R.J. // Phys. Rev. 1956. V. 101. N 2. P. 567. doi 10.1016/0038-1098(86)90279-6 (Eq. (5) is incorrect)
  16. Seeger K. Semiconductor Physics. Wien, NY.: Springer, 1973 (Chapter 11); Зеегер К. Физика полупроводников. М.: Мир, 1977. 616 с
  17. Ansel'm A.I. Introduction to Semiconductor Theory. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1982; Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников. М.: Наука, 1978. 616 c
  18. Ridley B.K. Quantum processes in semiconductors. Clarendon Press. Oxford, 1982; Ридли Б. Квантовые процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1986
  19. Осипова М.О., Перлин Е.Ю. // Опт. журн. 2016. Т. 83. N 11. С. 3; Osipova M.O., Perlin E.Yu. // J. Opt. Technol. 2016. V. 83. N 11. P. 648. doi 10.1364/JOT.83.000648
  20. Жукова М.О., Перлин E.Ю. // Опт. журн. 2017. Т. 84. N 10. С. 3-6; Zhukova M.O., Perlin E.Yu. // J. Opt. Technol. 2017. V. 84. N 10. P. 651. doi 10.1364/JOT.84.000651
  21. Леонов М.Ю., Орлова А.О., Баранов А.В., Рухленко И.Д., Гунько Ю.К., Федоров А.В. // Опт. журн. 2013. Т. 80. В. 11. С. 7; Leonov M.Yu., Orlova A.O., Baranov A.V., Fedorov A.V., Rukhlenko I.D., Gun'ko Yu.K. // J. Opt. Technol. 2013. V. 80. N 11. P. 648. doi 10.1364/JOT.80.000648
  22. Pellemans H.P.M., Planken P.C.M. // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. N 8. R4222. doi 10.1103/PhysRevB.57.R4222
  23. Peelaers H., Van de Walle C.G. // Phys. Rev. B. 2019. V. 100. 081202(R). doi 10.1103/PhysRevB.100.081202
  24. Малевич В.Л., Эпштейн Э.М. // Квант. электрон. 1974. Т. 1. N 6. С. 1468; Malevich V.L., Epshtein E.M. // Sov. J. Quant. Electron. 1974. V. 4. N 6. P. 1816. doi 10.1070/QE1974v004n06ABEH009345
  25. Fomin V.M., Pokatilov E.P. // Phys. Stat. Sol. B. 1976. V. 78. N 2. P. 831. doi 10.1002/pssb.2220780244
  26. Fomin V.M., Pokatilov E.P. // Phys. Stat. Sol. B. 1983. V. 119. N 2. P. 483. doi 10.1002/pssb.2221190206
  27. Apostolova T., Huang D.H., Alsing P.M., McIver J., Cardimona D.A. // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. 075208. doi 10.1103/PhysRevB.66.0752
  28. Huang D., Apostolova T., Alsing P.M., Cardimona D.A. // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. 075214. doi 10.1103/PhysRevB.69.075214
  29. Huang D., Alsing P.M., Apostolova T., Cardimona D.A. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. 045204. doi 10.1103/PhysRevB.71.045204
  30. Перлин Е.Ю., Бондарев М.А., Жукова М.О. // Опт. и спектр. 2017. Т. 123. N 4. С. 566. doi 10.7868/S0030403417100178 (I), C. 571. doi 10.7868/S003040341710018X (II); Perlin E.Yu., Bondarev M.A., Zhukova M.O. // Opt. Spectrosc. 2017. V. 123. N 4. P. 578. doi 10.1134/S0030400X17100174, P. 583 (II). doi 10.1134/S0030400X17100186
  31. Autler S.H., Townes C.H. // Phys. Rev. 1955. V. 100. N 2. P. 703. doi 10.1103/PhysRev.100.703
  32. Yacoby Y. // Phys. Rev. B. 1970. V. 1. N 4. P. 1666. doi 10.1103/PhysRevB.1.1666
  33. Галицкий В.М., Гореславский С.П., Елесин В.Ф. // ЖЭТФ. 1970. Т. 57. N 1. С. 207; Galitskii V.M., Goreslavskii S.P., Elesin V.F. // JETP. 1970. V. 30. N 1. P. 117
  34. Перлин Е.Ю., Коварский В.А. // ФТТ. 1970 Т. 17. N 11. С. 3105; Perlin E.Yu., Kovarskii V.A. // Sov. Phys. Solid State. 1970. V. 12. P. 2512
  35. Tzoar N., Gersten J.I. // Phys. Rev. B. 1975. V. 12. N 4. P. 1132. doi 10.1103/PhysRevB.12.1132
  36. Перлин Е.Ю. // ФТТ. 1973. Т. 15. N 1. С. 66; Perlin E.Yu. // Fiz. Tverd. Tela (Leningrad). 1973. V. 15. N 1. P. 66
  37. Балкарей Ю.И., Эпштейн Э.М. // ФТТ. 1973. Т. 15. N 3. С. 925
  38. Перлин Е.Ю. // Опт. и спектр. 1976. Т. 41. N 2. С. 263; Perlin E.Yu. // Opt. Spectrosc. 1976. V. 41. N 8. P. 153
  39. Frohlich D., Nothe A., Reimann K. // Phys. Rev. Lett. 1985. V. 55. N 12. P. 1335. doi 10.1103/PhysRevLett.55.1335
  40. Von Lehmen A., Chemla D.S., Heritage J.P., Zucker J.E. // Opt. Lett. 1986. V. 11. N 10. P. 609. doi 10.1364/OL.11.000609
  41. Mysyrowicz A., Hulin D., Antonetti A., Migus A., Masselink W.T., Morko H. // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 56. N 25. P. 2748. doi 10.1103/PhysRevLett.56.2748
  42. Schafer W., Schuldt K.H., Binder R. // Phys. Stat. Sol. B. 1988. V. 150. N 2. P. 407. doi 10.1002/pssb.2221500209
  43. Knox W.H., Chemla D.S., Miller D.A.B., Stark J.B., Schmitt-Rink S. // Phys. Rev. Lett. 1989. V. 62. N 10. P. 1189. doi 10.1103/PhysRevLett.62.1189
  44. Chemla D.S., Knox W.H., Miller D.A.B., Schmitt-Rink S., Stark J.B., Zimmermann R. // J. Luminesc. 1989. V. 44. N 4. P. 233. doi 10.1016/0022-2313(89)90060-4
  45. Перлин Е.Ю., Федоров А.В. // Опт. и спектр. 1995. Т. 78. N 3. С. 445; Perlin E.Yu., Fedorov A.V. // Opt. Spectrosc. 1995. V. 78. N 3. P. 400
  46. Перлин Е.Ю., Федоров А.В. // ФТТ. 1995. Т. 37. N 5. С. 1463; Perlin E.Yu., Fedorov A.V. // Phys. Solid State. 1995. V. 37. N 5. P. 792
  47. Перлин Е.Ю. // ЖЭТФ. 1994. Т. 78. N 1. С. 186; Perlin E.Yu. // JETP. 1994. V. 78. N 1. P. 98
  48. Перлин Е.Ю. // Опт. и спектр. 1997. Т. 83. N 2. С. 262; Perlin E.Yu. // Opt. Spectrosc. 1997. V. 83. N 2. P. 243. doi 10.1134/1.1953976
  49. Unold T., Mueller K., Lienau C., Elsaesser T., Wieck A.D. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. N 15. 157401. doi 10.1103/PhysRevLett.92.157401
  50. Перлин Е.Ю., Стаселько Д.И. // Опт. и спектр. 2005. Т. 98. N 6. С. 944; Perlin E.Yu., Stasel'ko D.I. // Opt. Spectrosc. 2005. V. 98. N 6. P. 844. doi 10.1134/1.1953976
  51. Mizumoto Y., Kayanuma Y., Srivastava A., Kono J., Chin A.H. // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. N 4.045216. doi 10.1103/PhysRevB.74.045216
  52. Иванов А.В., Перлин Е.Ю. // Опт. и спектр. 2009. Т. 106. N 5. С. 56 (I), 764 (II); Ivanov A.V., Perlin E.Yu. // Opt. Spectrosc. 2009. V. 106. N 5. P. 677. doi 10.1134/S0030400X09050099 (I), P. 685. doi 10.1134/S0030400X09050105 (II)
  53. Бондарев М.А., Перлин Е.Ю. // Опт. и спектр. 2017. Т. 122. N 4. С. 580. (I), 586. (II); Bondarev M.A., Perlin E.Yu. // Opt. Spectrosc. 2017. V. 122. N 4. P. 561. doi 10.1134/S0030400X17040063 (I), P. 567. doi 10.1134/S0030400X17040075 (II)
  54. Sim S., Lee D., Noh M., Cha S., Soh C.H., Sung J.H., Jo M.-H., Choi H. // Nat. Commun. 2016. V. 7. 13569. doi 10.1038/ncomms13569
  55. Ivanov A. // JOSA B. 2018. V. 35. N 1. P. 20. doi 10.1364/JOSAB.35.000020
  56. Yong C.-K., Horng J., Shen Y., Cai H., Wang A., Yang C.-S., Lin C.-K., Zhao S., Watanabe K., Taniguchi T., Tongay S., Wang F. // Nature Physics. 2018. V. 14. P. 1092. doi 10.1038/s41567-018-0216-7
  57. Lamountain T., Bergeron H., Balla I., Stanev T.K., Hersam M.C., Stern N.P. // Phys. Rev. B. 2018. V. 97. 045307. doi 10.1103/PhysRevB.97.045307
  58. Cunningham P.D., Hanbicki A.T., Reinecke T.L., McCreary K.M., Jonker B.T. //. Nat. Commun. 2019. V. 10. 5539. doi 10.1038/s41467-019-13501-x
  59. Fano U. // Phys. Rev. 1961. V. 124. P. 1866. doi 10.1103/PhysRev.124.1866
  60. Акулин В.М., Карлов Н.В. Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике. М.: Наука, 1987. 2 с.; Akulin V.M., Karlov N.V. Intense Resonant Interactions in Quantum Electronics. Berlin: Springer, 1992. Lecture 9
  61. Linskens A.F., Holleman I., Dam N., Reuss J. // Phys. Rev. A. 1996. V. 54. N 6. P. 4854. doi 10.1103/PhysRevA.54.4854
  62. Kittel C. Quantum Theory of Solids. NY.: Wiley, 1987. 528 p.; Киттель Ч. Квантовая теория твердых тел. М.: Наука, 1967. 492 с
  63. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables / Ed. by Abramovitz М., Stegun I.A. National Bureau of Standards, Appl. Math. Ser. --- 55. 1964; Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами / Под ред. Абрамовитца M., Стиган И. М.: Наука, 1979.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.