Двухфотонное поглощение в экспериментах типа «накачказондированиие» / Борисов Г.М., Ледовских Д.В., Рубцова Н.Н

Abstract

Двухфотонное поглощение необходимо учитывать при исследовании элементов зеркал с насыщающимся поглощением [1-5] – для гетероструктур, включающих слои квантовых ям, выращенных поверх подложки арсенида галлия. В данной работе исследована кинетика пропускания подложки GaAs ориентации (001) толщиной 400 микрон в области прозрачности. Экспериментальные данные по регистрации пробного излучения, проходящего через образец под углом Брюстера, получены при использовании излучения фемтосекундного лазера Yb3+:KY(WO4)2. Использованы пиковые интенсивности излучения накачки от 0,2 до 2,8 ГВт/см2 , лазер работал на центральной длине волны излучения 1035 нм, длительность импульсов 130 фс. Интенсивность пробного излучения не превышала 560 Вт/см2 . Сигнал изменения в пропускании образца регистрировался на частоте, равной суммарной частоте прерывания пучков насыщающего и пробного излучений [6]. Продемонстрировано кинетические кривые изменения пропускания пробного излучения при разных интенсивностях накачки. Небольшие сдвиги максимумов кривых объясняются смещением пучков при установке нейтральных фильтров. При построении модели нелинейного пропускания пробного излучения через образец учитывались процессы вырожденного двухфотонного и трёхфотонного поглощения, а также нелинейной рефракции в образце. Все эти процессы безынерционны. Из численных решений для параметров, близких к экспериментальным условиям, видно, что присутствие излучения накачки приводит к ослаблению пробного излучения, существенно большему, чем без накачки. Для указанных диапазонов интенсивности накачки процесс трёхфотонного поглощения хотя и заметен, но составляет (в зависимости от толщины образца и интенсивностей пучков накачки и пробного излучений) не более 20% от общего сигнала. В расчётах использованы уравнения и величина коэффициента двухфотонного поглощения β=23 см/ГВт из [7], а также значение коэффициента трёхфотонного поглощения γ=0,9 см3 /ГВт2 , экстраполированное к области 1035 нм из [8].