Квазифазовое согласование
В основе этого подхода лежит поиск средств для пространственной модуляции оптической нелинейности с некоторым периодом (А), что приводит к квазиволновому вектору К = 2л/А, необходимому для удовлетворения требования по сохранению …
Согласование фаз в режиме двулучепреломления
Многие кристаллические материалы (и среди них некоторые полупроводники) обладают анизотропными оптическими свойствами благодаря своей кристаллической структуре. В этом разделе мы ограничим наше рассмотрение одноосными кристаллами — кристаллами, обладающими осью симметрии, …
Способы реализации фазового согласования в полупроводниках
На протяжении изложения мы видели, что очень низкая эффективность имеет место, когда не удовлетворяются условия согласования фазы (смотрите, например, (12.33) ). Вообще говоря этот критерий невозможно удовлетворить в любом заданном …
Квантовая модель квадратичной нелинейной восприимчивости
В разделе 12.2 в рамках механической модели нелинейной оптики мы смогли увидеть, каким образом нелинейная восприимчивость второго порядка возникает вследствие асимметрии механических потенциалов (12.1), ограничивающих движение электронов, которое возбуждается электромагнитными …
Суммарная частота, разностная частота и параметрическое усиление
В начале раздела 12.2 мы видели, что взаимодействие между тремя волнами с частотами (ov (о2 и а)3 в кристалле, обладающем нелинейной восприимчивостью второго порядка, приведет к генерации суммарной и разностной …
Оптические параметрические генераторы с двойным резонансом (йРОРО)
В рассматриваемом случае дополнительная волна (о2 также испытывает оптическую обратную связь от зеркал и уже не является пренебрежимо малой по сравнению с сигнальной волной сох. Таким образом, мы пришли к …
Оптические параметрические генераторы с простым резонансом (ЭРОРО)
Рассматриваемый случай подобен случаю лазерного резонатора. Во избежание бесполезного повторения предположим, как это было сделано в разделе 4.4, что активный кристалл заполняет все пространство между двумя зеркалами (т. е., что …
Оптические параметрические генераторы
Как было показано в предыдущем разделе, оптическое усиление, связанное с параметрическим усилением, достаточно слабо. Таким образом, от экспериментальной конфигурации, представленной на рис. 12.7,мы не можем ожидать достаточной эффективности преобразования. Эта …
Параметрическое усиление
Уравнение (12.38) показывает, что можно усилить сигнал с частотой сох (сигнальный пучок) за счет нелинейного взаимодействия со вторичной волной с частотой а)3 (пучком накачки) (смотрите рис. 12.7). Как и следовало …
Соотношения Мэнли—Роу
Анализ (12.27) выявляет недостаток эстетической симметрии между представленными уравнениями (присутствие различных (о. и п. в каждом уравнении). Для того, чтобы сделать эти уравнения симметричными, Мэнли и Роу предложили ввести следующие …
Оптическая генерация второй гармоники
Сейчас мы опишем специфический случай, когда со = сох = со2 и со3 = 2со. Эта ситуация соответствует оптической генерации второй гармоники. Б этом случае уравнение (12.27) Приобретает вид: -1Д …
Электромагнитное описание нелинейной квадратичной оптической восприимчивости
Ангармоническое смещение электронов в нелинейном материале, подвергнутом возбуждению электромагнитной волны, приводит к излучению света с частотами 2а), 3со... Расчет оптического излучения из-за нелинейных членов-источников учитывается подобно случаю линейной оптики с …
Механическое описание генерации второй гармоники
Как мы теперь уже знаем, механическая модель упруго связанного электрона успешно описывает ряд оптических эффектов таких, как спектральную дисперсию (дополнение 7.Б). Сейчас же мы попробуем установить поведение электрона, подверженного воздействию …
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ
Одним из наиболее впечатляющих достижений волновой оптики является ее успех в обеспечении последовательного и согласованного описания взаимодействий между электромагнитными волнами и материей (газами, твердыми телами и т. д.) Уравнения Максвелла, …
Пределы обнаружительной способности: функциональные характеристики, ограниченные фоном (BLIP)
Как мы видели в дополнении 11 .А, шумы всех приемников излучения накладываются на идеальный сигнал. Таким образом, нас интересует детектируемый сигнал (например, в виде фототока i), т. к. мы можем …
Шум умножения
В разделе 11.7 мы видели, каким образом генерационный шум в лавинных диодах умножается за счет ударной ионизации. Поскольку генерационный ток также является источником шума, мы можем ожидать, что этот шум …
Генерационно-рекомбинационный шум
Процесс электронно-дырочной генерации не создает абсолютно постоянный ток, т. к. электроны и дырки несут дискретные заряды, а момент их рождения является случайным. В этом случае флуктуации тока возникают из-за флуктуаций …
Тепловой шум
Для расчета теплового шума мы вначале рассмотрим электрон в полупроводнике, в котором нет ни поля, ни градиента концентрации носителей. Эволюцию функции распределения такого электрона дает уравнение Больцмана (смотрите главу 6): …
Физическая природа шума
В полупроводниковом образце, включенном в цепь короткого замыкания, мгновенный циркулирующий ток, сохраняется повсюду в цепи и определяется выражением: (11.А. 17) П Здесь А и V относятся соответственно к площади и …
Флуктуации
Рассмотрим ток /(*), циркулирующий по цепи. В реальной ситуации этот ток флуктуирует около среднего значения, соответствующего уровню сигнала. Наблюдателю, лишенному каких-либо средств обработки сигнала (например, интегрирования сигнала и т. п.), …
Шум фотоприемника
В дополнениях З. А. и 4.Г мы обратились к некоторым аспектам теории шумов для того, чтобы учесть статистические свойства света. Поскольку понятие «отношение сигнал/шум» является основополагающим для детектирования света (и …
Лавинные фотоприемники
В лавинном фотодиоде усиление достигается за счет использования умножения электронно-дырочных пар для увеличения числа фотогенерированных носителей. Ударная ионизация была описана в дополнении 6.В, где коэффициент умножения ап определялся как число …
Квантово-размерные фотоприемники
В разделе 8.6 мы уже видели, каким образом квантование движения электронов в направлении, перпендикулярном границам раздела в квантовых ямах, например, на основе системы GaAs/AlxGa, _xAs приводит к появлению энергетических подзон. …
С внутренней эмиссией
Функционирование фотодиода Шотки с внутренней фотоэмиссией иллюстрируется рисунком 11.14. Как это уже подробно обсуждалось в разделе 10.3, положение потенциального барьера фтз, естественно, заключено между уровнем Ферми металлического слоя и дном …
Время отклика фотодиода
Время отклика фотодиода может быть получено из решения динамических уравнений (11.3) и (11.4). Хотя расчет сам по себе достаточно утомителен, о его результате достаточно легко догадаться. В полный временной отклик …
Обнаружительная способность фотодиода
Как это обсуждается в дополнениях 11.А и 11.Б, за шум в фотовольтаических приемниках излучения ответствены два механизма: генерационный шум (без участия рекомбинации) (И. А.38) и шум, связанный с флуктуациями появления …
Фотовольтаические приемники излучения
Одной из проблем, связанных с использованием фотопроводниковых приемников излучения, является их низкий импеданс. По своей природе фотопроводник является фоточувствительным резистором. Поскольку для электрического усиления предпочтителен большой импеданс, комбинация элементов фотодетектирования …
Время отклика фотопроводника
Время отклика фотопроводника, подверженного воздействию нестационарного оптического сигнала С7 (/), может быть получено из (11.3я, б). Существенные характеристики в рассматриваемом случае могут быть легко получены в предположении однородного освещения. Интегрируя …
Обнаружительная способность фотопроводника
Как это уже обсуждается в дополнениях 11.А и 11.Б, в основе возникновения шумов в фотопроводниках лежат три механизма. Этими тремя механизмами являются: тепловой шум /л, генерационно-рекомбинационный шум /сл, а также …
Обнаружительная способность фотодиода
Сконцентрируем теперь наше внимание на поведении идеального фотопроводника, изготовленного из однородного полупроводникового материала определенного типа (для определенности р-типа) толщиной с!, шириной и длиной / (смотрите рисунок 11.5). Как это имеет …
Распределение носителей В фотовозбужденном полупроводнике
Сложность механизмов фотовозбуждения обусловлена множеством различных характеристических длин, управляющих электрон-фотонным взаимодействием в среде. Во-первых, эти процессы зависят от глубины поглощения, которая по порядку величины составляет несколько а~1 (смотрите разделы 7.3 …
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ФОТОПРИЕМНИКИ
Еще в 1850 году Антуан Сезар Беккерель обнаружил, что некоторые материалы генерируют ток под воздействием светового потока. Но понадобилось много времени вплоть до 1935 года прежде, чем была разработана квантовая …
Ток утечки диода
Теория /— У-характеристик р—«-диодов, представленная в разделе 10.3, использует два допущения: 1. Область обеднения узка по сравнению с диффузионными длинами. 2. В области обеднения не происходит ни генерации, ни рекомбинации …
Р—/—п-диод
Другим типом диода, играющим очень важную роль в оптоэлектронике, является р—/—я-диод, в котором слаболегированная область заключена между сильнолегированными областями р - и я-типа (смотрите рис. 10.А.2). Встроенный потенциал всегда определяется …
Несколько вариантов диодов
Диод с гетеропереходом — это р—я-диод, в котором р-и я-области задаются полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны. Начнем с рассмотрения структуры, представленной на рисунке 10.А.1, до того, как в обеих …
