激光與介質(zhì)相互作用時產(chǎn)生了許多有趣的新的光學現(xiàn)象,因此,非線性光學引起了人們極大的研究興趣,同時也在理論研究和應(yīng)用上有著巨大的發(fā)展。近年來,隨著人們對理論研究的不斷深入和微納米加工技術(shù)的發(fā)展,制備符合科技應(yīng)用的各樣低維半導體材料成為研究熱點。因此,有著巨大潛能的低維半導體材料如超晶格、量子阱、量子線、量子點等,因為有著閾值功率低,響應(yīng)速率快和非線性光學系數(shù)明顯等的優(yōu)點而不斷被研究。同時,人們追求精確度更高,響應(yīng)更快,更耐用、更穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)體積更微小的半導體器件下,那么繼續(xù)不斷追求發(fā)掘非線性光學相關(guān)的現(xiàn)象理論和追求更先進技術(shù)應(yīng)用正符合人們的期望。與國家新生代高新科技技術(shù)有緊密密切相關(guān)的一些新材料例如超微光子光電晶體、碳納米管、石墨烯、超導體、拓撲光學材料和電子絕緣體等等,正在不斷推進理論研究和發(fā)展應(yīng)用。現(xiàn)在關(guān)于這方面的理論研究主要集中在不同形狀的量子點耦合金屬納米顆粒對非線性光學特性影響的研究,而金屬納米顆粒與兩條量子線組成的耦合系統(tǒng)下關(guān)于非線性光學特性的研究比較欠缺�；谝陨弦蛩�,本論文對金屬納米顆粒與兩條材料為砷化鎵GaAs的量子線耦合混合系統(tǒng)的非線性光學特性進行了理論研究。在本論文中... 

【文章來源】：廣州大學廣東省

【文章頁數(shù)】：45 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光學倍頻現(xiàn)象實驗，L1聚焦透鏡，C石英晶體，L2準直透鏡，P分光棱鏡，1=694.3nm，2=347.15nm

4最早窺探到、應(yīng)用到等離激元技術(shù)的是古羅馬的Lycurgus變色玻璃杯（圖1-2），這個杯子的神奇之處在于，在不同的光源角度下，人們看到的玻璃杯的顏色是不一樣的。這只在四世紀誕生的杯子，直到檢測科技發(fā)達的今天，人們才通過鑒證技術(shù)發(fā)現(xiàn)在制造這只玻璃杯的時候，參雜了上述介紹提到過的適合制備等離激元結(jié)構(gòu)的黃金和白銀，其直徑約為50nm。四世紀的古人不可能掌握到了先進的納米技術(shù)和理論知識，出現(xiàn)如此現(xiàn)象的原因直到近百年來才接下神秘的面紗。在100多年前，人們就觀察到關(guān)于貴金屬納米顆粒在可見光區(qū)呈現(xiàn)出很強的寬帶光吸收特征這一現(xiàn)象。然而當時并沒有科學家能合理地解釋這一現(xiàn)象。直到1941年U.fano根據(jù)金屬和空氣界面上電磁波的激發(fā)，結(jié)合了大量先輩們提出的有關(guān)于電磁表面波知識理論后，嘗試對這種現(xiàn)象進行解釋。經(jīng)過不同科學家的大量實驗和理論基礎(chǔ)上，在1960年，E.A.Stren和R.A.Farrel第一次向全世界提出了表面等離激元的概念。到了1998年，T.W.ebbesen等人發(fā)表了有關(guān)于一束平行光透過金屬薄膜上的亞波長小孔陣列結(jié)構(gòu)時，發(fā)現(xiàn)在特定波長處發(fā)生異常透射增強的現(xiàn)象[5]，這個發(fā)現(xiàn)使金屬等離子體表面波又重新受到世界矚目關(guān)注。人們通過不斷地研究理論基礎(chǔ)和應(yīng)用實驗兩個角度對表面等離激元展開廣泛的研究，推動著表面等離激元學術(shù)研究的發(fā)展。圖1-2Lycurgus變色玻璃杯，能隨光照變化顏色�；诜蔷�性光學效應(yīng)和表面等離激元共振等現(xiàn)象與理論基礎(chǔ)的研究，研究和設(shè)計能

10統(tǒng)對量子線的橫截面圖。圖2-1混合納米系統(tǒng)模型Fig.2-1.SchematiccrosssectionofdoubleQWscoupledtoaquantum-sizedMNP.當整個混合納米系統(tǒng)受到形如()=0cos()電場輻射時，我們把兩條量子線組成的系統(tǒng)堪稱為一個具有激子能量的二能級量子系統(tǒng)，這個時候，激子能量分別為1和2，躍遷偶極矩分別為1和2，介電常數(shù)為這時兩條量子線組成的系統(tǒng)哈密頓量為如下形式[32]：=111+22211(1+1)22(2+2)。（2-5）其中1和1(=1,2)分別時產(chǎn)生算符和湮滅算符。受電場()=0cos()輻射時，混合納米系統(tǒng)中，會激起量子線中的電子帶間躍遷和金屬納米顆粒的表面等離激元共振。其中，量子線中的電子躍遷過程會產(chǎn)生出一個振蕩偶極子，這個振蕩偶極子也會產(chǎn)生一個振蕩的電磁場作用在金屬納米顆粒的表面等離激元上。這個振蕩電磁場使得半導體量子線中的激子和金屬納米顆粒上的局域型表面等離激元形成一種新的集體激發(fā)，這種新的集體激發(fā)被稱為復(fù)合激子。在這種相互作用中，左邊量子線受到的總電場1組成如下：1=11(++),（2-6）在上式中，是由偏振電場0引起的局域場，是由金屬納米顆粒極化而產(chǎn)生的電場，是量子線之間相互作用產(chǎn)生電常右邊量子線受到的總電場感應(yīng)電場2與左邊量子線受到的總電場1相似。金屬納米顆粒極化產(chǎn)生的電場可以寫為：


本文編號：3084753