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oe1(光电查) - 科学论文

7 条数据
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  • 金在电子-声子非平衡状态下的热电子热反射系数

    摘要： 金属的温度依赖性反射率通过热反射系数进行量化，该系数是一个取决于材料特性的参数，与金属能带结构、电子散射动力学及光子波长相关。短脉冲激光加热后，金属中的电子子系统可被驱动至远高于晶格温度的状态，从而产生独特的非平衡电子与声子散射动力学，形成有别于传统平衡态系数的"热电子"热反射效应。本研究通过超快泵浦-探测技术，对二氧化硅玻璃和蓝宝石衬底上的薄金膜进行解析定量与实验测量，成功获取该热电子热反射系数。我们不仅证实了在电子-声子非平衡状态下量化热反射率的能力，还验证了该系数与电子子系统绝对温度的预测依赖关系。本工作提出的方法为进一步理解和量化激发态散射效应对金属介电函数的影响提供了计量学手段。

    关键词： 电子-声子散射、泵浦-探测技术、热反射法、德鲁德模型、电子温度

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 太赫兹截止频率与多功能Ti?Ba?Ca?Cu?O??/GaAs光子带隙材料

    摘要： 通过传输矩阵法(TMM)，我们从理论上研究了太赫兹频段一维光子晶体(1DPCs)的透射特性和截止频率。该结构由高温超导体层和半导体层组成。计算结果表明了不同参数对截止频率的影响。我们采用双流体模型和德鲁德模型分别描述超导体与半导体的介电常数，并假设这两种材料的介电常数均受静水压影响。结果显示：随着工作温度、半导体厚度及半导体填充因子的增大，截止频率向低频区域移动；而当超导体厚度、静水压、掺杂浓度及超导体填充因子增加时，截止频率则向高频区域移动。这些结果表明截止频率可通过上述不同参数进行调控。该设计方案可应用于太赫兹波段的多种光学系统，如光学滤波器、反射镜及光电器件。

    关键词： 截止频率、传输矩阵法、光子晶体、掺杂浓度、静水压力、双流体模型、德鲁德模型

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 非线性光学 || 等离子体系统的非线性光学

    摘要： 在本章中，我们将探讨等离子体系统的光学特性。"等离子体光学"一词常与金属特性相关联，这种关联源于金属的电学和光学性质都与导带中大量近自由电子密切相关。本章主要研究金属的光学特性，尽管我们获得的基础结论同样适用于描述其他类型等离子体的光学性质。近自由电子的特性在本书中已有阐述，例如第1.4节所述洛伦兹模型的极限情况，以及第13.7节描述的等离子体相对论效应。本章旨在以连贯的方式描述等离子体系统的特性。 对等离子体系统产生兴趣的部分原因在于它们展现出极强的光-物质耦合效应，这种强耦合会产生与非等离子体系统存在定性差异的线性和非线性特性。例如该耦合会形成被称为表面等离激元极化子（SPP）的传播波——这是电子振荡与电磁场振荡的混合激发态。等离子体系统还往往呈现显著的非线性光学效应，这既因为金属通常具有较大的χ(3)值，也因为在复合体系中电场会在金属颗粒附近区域产生增强效应。关于等离子体在非线性光学中作用的更详细描述，可参阅Kauranen与Zayats（2012）、Maier（2007）以及Novotny与Hecht（2006a）的论述。

    关键词： 表面等离子体激元、德鲁德模型、等离子体学、金、非线性光学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 纳米光子学基础与应用 || 线性与非线性光学的动态经典振子模型

    摘要： 在本章中，我们将构建并发展一个自洽的经典振子模型，用于描述中心对称与非中心对称材料中的线性和非线性光学相互作用（如折射和频率转换）。物质经典振子模型不仅在物理学各领域普遍适用，更是一个极具教学价值的工具——它自然引出对量子系统的描述与理解，并能详尽展现影响大多数线性和非线性光学现象的所有动力学因素。该方法兼具因果性及天然的自洽特性，包含线性与非线性材料色散要素（这些通常是理解光与物质相互作用诸多精微之处的必要条件）。通过实例，我们将运用该经典方法研究体材料和金属基纳米结构中的谐波产生现象。在金属等非中心对称材料（由缺乏对称中心的分子构成）中，二次谐波产生（SHG）主要源自近自由传导电子（因受金属壁限制而近乎自由），其成因包括空间对称性破缺（界面）、洛伦兹力的磁分量以及较小程度的三次谐波（TH）与泵浦光子相互作用。同理，三阶非线性（c(3)）主导了大部分TH信号，而泵浦光子与SH光子的相互作用也会少量产生级联TH光子。经典振子模型在这些体系中同样关键——自由电子（德鲁德模型）与束缚电子（洛伦兹模型）的组合足以描述大多数线性和非线性光学现象。

    关键词： 洛伦兹模型、中心对称材料、非中心对称材料、经典振子模型、谐波产生、线性和非线性光学、德鲁德模型

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 近红外活性非化学计量半导体等离子体Cu<sub>2–x</sub>S纳米晶中的超快等离子体动力学与空穴-声子耦合

    摘要： 通过改变铜硫比例并采用热注入法合成了非化学计量比Cu2?xS纳米晶（NCs）。光学研究表明，掺杂半导体中p型空穴缺陷引发了从近红外到中红外的明确局域表面等离子体共振（LSPR）吸收带。根据德鲁德模型计算得出，Cu2?xS纳米晶的载流子浓度约为1021 cm?3量级，较金属（金/银）体系低一个数量级。为探究其超快等离子体动力学特性，采用飞秒宽带（可见光-近红外）泵浦-探测光谱技术，通过调控组分（铜硫比例）、泵浦波长及激光强度监测了Cu2?xS纳米晶的超快等离子体动力学过程。在中等泵浦功率下，根据泵浦波长（400/800 nm）不同，观测到Cu2?xS纳米晶的空穴-声子弛豫时间常数介于240-440飞秒范围。基于超快瞬态数据，测得不同激发波长下Cu2?xS纳米晶的空穴-声子耦合常数（G）为(1.6-2.7)×1010 J K?1 s?1 cm?3量级，同样较金属体系低一个数量级。我们根据文献报道的等离子体动力学双温模型（TTL），提出了新的热载流子弛豫动力学机制模型。

    关键词： 非化学计量比Cu2?xS纳米晶体、飞秒宽带泵浦-探测光谱、局域表面等离子体共振、空穴-声子耦合常数、双温模型、德鲁德模型

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过时间分辨干涉测量重建多孔硅膜中的载流子动力学

    摘要： 我们采用干涉法时间分辨同步反射与透射测量技术，研究了多孔硅薄膜泵浦-探测实验中的载流子动力学。通过基于Wentzel-Kramers-Brillouin近似和Drude模型的方法分析实验数据，得以重建激发载流子在空间中的非均匀分布及其随时间的演化过程。分析表明：具有约50%孔隙率和本征氧化化学性质的多孔硅中，载流子动力学主要受Shockley-Read-Hall复合过程支配（特征时间常数为375皮秒），而扩散作用因高散射率抑制而贡献甚微。

    关键词： 载流子动力学、多孔硅、德鲁德模型、肖克利-里德-霍尔复合、干涉测量法

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 纳米结构超材料界面的表面等离极化激元

    摘要： 本文对两种超材料边界处的表面波进行了严格建模与分析，研究了表面等离极化激元现象的本质及其受各类参数的影响机制。我们分析了含纳米结构超材料的结构特性，研究了此类超材料界面处的表面等离极化激元，并展示了调控表面波特性的方法。每个超材料均由交替排列的金属层和介质层构成，通过分析色散特性对金属-介质复合材料中材料选择的依赖关系，研究了色散图谱与有效介电常数的一致性。为考虑结构对介电特性的影响，在金属色散中引入了德鲁德模型。

    关键词： 纳米结构、表面等离极化激元、德鲁德模型、超材料、色散特性

    更新于2025-09-09 09:28:46