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硅的间接跃迁双光子吸收系数谱

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崔昊杨, 李志锋, 马法君, 陈效双, 陆卫. 2010: 硅的间接跃迁双光子吸收系数谱, 物理学报, 59(10): 7055-7059.
引用本文: 崔昊杨, 李志锋, 马法君, 陈效双, 陆卫. 2010: 硅的间接跃迁双光子吸收系数谱, 物理学报, 59(10): 7055-7059.
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Cui Hao-Yang, Li Zhi-Feng, Ma Fa-Jun, Chen Xiao-Shuang, Lu Wei. 2010: Two-photon absorption coefficient spectra of indirect transitions in silicon, Acta Physica Sinica, 59(10): 7055-7059.
Citation: Cui Hao-Yang, Li Zhi-Feng, Ma Fa-Jun, Chen Xiao-Shuang, Lu Wei. 2010: Two-photon absorption coefficient spectra of indirect transitions in silicon, Acta Physica Sinica, 59(10): 7055-7059.
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硅的间接跃迁双光子吸收系数谱

  • 上海电力学院计算机与信息工程学院,上海,200090;中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海,200083

  • 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海,200083

Two-photon absorption coefficient spectra of indirect transitions in silicon

  • 摘要: 利用皮秒Nd:YAG脉冲激光器作为激发光源,测量出光子能量介于1.36 μm(0.912 eV)-1.80 μm(0.689 eV)之间的硅间接跃迁双光子吸收系数谱.尽管此波段范围内的激光光子能量小于硅间接带隙,但当激光辐照在硅基光电二极管受光面时,在二极管两电极端仍然探测到了显著的脉冲光伏信号.光伏信号峰值强度与入射光强呈二次幂函数关系,表明其是双光子吸收过程.采用pn结等效结电容充放电模型,将光伏响应信号峰值与入射光强相关联,从中提取出硅的间接跃迁双光子吸收系数,改变入射波长得到系数谱.研究表明:当入射光子能量从0.689eV增加至0.912 eV,硅的双光子吸收系数从0.42 cm/GW逐渐增大到1.17 cm/GW.双光子吸收系数随入射光子能量增加而增大的机理归结为从价带激发的电子占据了更多的导带量子态.利用现有的Dinu理论模型解释了双光子吸收系数谱的这种频率特性.
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-10-30

硅的间接跃迁双光子吸收系数谱

  • 上海电力学院计算机与信息工程学院,上海,200090;中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海,200083
  • 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海,200083

摘要: 利用皮秒Nd:YAG脉冲激光器作为激发光源,测量出光子能量介于1.36 μm(0.912 eV)-1.80 μm(0.689 eV)之间的硅间接跃迁双光子吸收系数谱.尽管此波段范围内的激光光子能量小于硅间接带隙,但当激光辐照在硅基光电二极管受光面时,在二极管两电极端仍然探测到了显著的脉冲光伏信号.光伏信号峰值强度与入射光强呈二次幂函数关系,表明其是双光子吸收过程.采用pn结等效结电容充放电模型,将光伏响应信号峰值与入射光强相关联,从中提取出硅的间接跃迁双光子吸收系数,改变入射波长得到系数谱.研究表明:当入射光子能量从0.689eV增加至0.912 eV,硅的双光子吸收系数从0.42 cm/GW逐渐增大到1.17 cm/GW.双光子吸收系数随入射光子能量增加而增大的机理归结为从价带激发的电子占据了更多的导带量子态.利用现有的Dinu理论模型解释了双光子吸收系数谱的这种频率特性.

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