非对称双量子阱中的巨克尔非线性研究

【作者】 严祥安； 张英堂； 刘汉臣；

【机构】 西安工程大学理学院；

【摘要】 由于增强的光克尔效应在全光学开关、全光学逻辑计算、偏振相位门等占着非常重要的角色,特别在弱光下获得低吸收高效率非线性极化率一直是人们渴望得到的。最近今年,研究学者已经从理论和实验上广泛地研究了在原子系统中利用量子相干消除光学共振的吸收和色散,以获得非常大的非线性光学极化率。但是,为了量子相干效应获得的大克尔非线性的应用变得更实际,相应的研究工作在固体材料中有更大的价值。与原子气体相比,固体材料有明显的优点:高的原子密度,良好的紧密性,没有原子运动。然而,多数的固体材料有比较宽的光学线宽和快的退位相速率,这些都限制了相应实验的演示。半导体量子阱具有类似原子的分立能级,而且其能级结构可以根据实际需要进行设计,又有较大的灵活性,非常适合于原子介质中观察到量子干涉现象并实现其潜在的应用价值。在本论文中,在一种半导体非对称双量子阱结构中,提出一种获得高效率克尔非线性的方案。我们采用密度矩阵的方法,通过求解本征方程解,推导出线性和非线性极化率的具体表达式。结果显示:通过适当控制激光参数和环境温度,我们可获得伴有零线性吸收和零非线性吸收的高的克尔非线性增强效应,并使用解析式对其产生的机制给予相应的解释。证明了在具有非对称双量子阱结构中获得无吸收巨克尔非线性实现的可行性。更多还原