Особенности распространения ультракороткого лазерного импульса с несущей частотой, близкой к ширине запрещенной зоны GaAs

Аннотация: Изучено проникновение в GaAs ультракороткого лазерного импульса (УКЛИ) с несущей частотой, близкой к краю поглощения. Показано, что при описании проникновения такого импульса необходимо учитывать частотную дисперсию диэлектрической проницаемости. Установлено, что из-за резкого увеличения коэффициента поглощения с ростом частоты, по мере проникновения УКЛИ в GaAs, максимум спектральной плотности энергии импульса смещается в область низких частот. Вследствие этого, чем короче импульс, тем глубже он проникает в GaAs, т. к. значительная часть энергии короткого импульса приходится на низкие частоты. По мере проникновения в глубь полупроводника форма импульса в основном определяется гармониками, частота которых меньше частоты, отвечающей ширине запрещенной зоны. В рассматриваемом диапазоне частот в GaAs групповая скорость на высоких частотах меньше, чем на низких. Из-за этого в хвосте УКЛИ формируется небольшой пик, основной вклад в который возникает от высокочастотных гармоник, имеющих меньшую групповую скорость. Спектральный состав и форма отраженного импульса изменяются слабо.

Ключевые слова: фемтосекундный импульс, край поглощения, ширина запрещенной зоны, спектральный состав, форма импульса.