基于飞秒激光的SiC非线性光学性质测量和载流子动力学研究

发布时间：2023-03-22 21:00

　　碳化硅(Silicon Carbide,SiC)作为第三代半导体的主要代表,具有宽带隙、高饱和电子迁移率、高热导率等优点,在电子、微机电、光电等领域显示出巨大的应用潜力。然而,由于SiC的高硬度、化学惰性和高脆性,其器件的制备要求采用飞秒激光加工等特殊加工技术。此外,SiC具有良好的非线性光学性质,可以实现光限幅,光学参数放大等功能。以上两个方面都要求对SiC的非线性光学性质和载流子动力学进行系统的研究。本课题利用飞秒激光对SiC的两种典型结晶态6H-SiC和4H-SiC进行了以下研究。1、非线性光学性质的测量。本课题利用光学参数放大器将飞秒激光的波长扩展到400-1100 nm波长范围,进行该范围内的Z扫描实验。本课题针对开孔Z扫描实验数据,对不同波段采用相应的多光子吸收模型进行拟合,得到了半绝缘(semi-insulating,SI)6H-SiC、SI 4H-SiC和N型掺杂(N)6H-SiC在400-1100nm波长范围内的多光子吸收系数随波长的变化趋势,并分析了该结果与样品电子能带结构间的关系。基于闭孔Z扫描实验,本课题发现三种样品的非线性折射类型均为自聚焦,并测得了500-1...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 SiC简介
    1.3 SiC的非线性光学性质的相关研究
    1.4 SiC的载流子动力学的相关研究
    1.5 研究目标
    1.6 论文结构
第2章 实验方法及原理
    2.1 引言
    2.2 Z扫描方法简介
        2.2.1 Z扫描实验系统
        2.2.2 用于非线性吸收系数测量的理论模型
        2.2.3 用于非线性折射系数测量的理论模型
    2.3 泵浦-探测实验
    2.4 本章小结
第3章 SiC的非线性光学性质研究
    3.1 引言
    3.2 SiC的线性吸收
    3.3 SiC的非线性吸收
    3.4 SiC的非线性折射
    3.5 本章小结
第4章 SiC的载流子动力学
    4.1 引言
    4.2 SiC载流子动力学过程
    4.3 变波长的泵浦-探测实验信号
    4.4 变激光能量的泵浦-探测实验信号
    4.5 本章小结
第5章 基于SiC的超快全光调控
    5.1 引言
    5.2 SiC的全光调控过程分析
    5.3 SiC的全光调控效果的波长依赖性
    5.4 SiC的全光调控效果的偏振依赖性
    5.5 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3767572