персионного соотношения не определяется, то наличие Для кривых на рис. 3 максимумы ImW(), ImW (H) специфического закона для блоховских чисел приводит и минимумы ImW ( ), ImW (H) связаны с резонанк новому типу взаимодействия сом (b) для первой гармоники. Брэгговский резонанс (с) 2n приводит к возрастанию ReW (), Re W(H), ReW ( ) и = 2, kx = 2kx, k = k - k, (19) ReW (H). Характер кривых на высокочастотных концах d обусловлен ФконкуренциейФ брэгговского (c) и нелинейт. е. вторая гармоника возбуждается в результате взаимоного (b) резонансов.
действия двух первых гармоник, бегущих навстречу друг другу вдоль оси 0Z.
Численное решение системы дисперсионных уравнеЗаключение ний для условий синхронизма (19) представлено на рис. 2 сплошными кривыми 1Ц14 для первых гармоник. В работе исследовано нелинейное взаимодействие Рассмотрим зависимость матричного коэффициента W волн в периодической сверхрешетке полупроводник - от частоты и магнитного поля. На рис. 3, a приведены диэлектрик, помещенной в магнитное поле. Исследузависимости W (), W (H) для кривой 7 (рис. 1), на емая нами нелинейность обусловлена нелинейностью рис. 3, b Ч зависимости W(), W(H) для второй гармо- тока свободных носителей в полупроводниковых слоях.
ники этой кривой, а на рис. 3, c Ч для кривой 5 (рис. 1). В работе изложена методика Фтрехволнового взаимоЗависимости нормированы на максимальные значения. действияФ, примененная к периодическим структурам.
Величина матричного коэффициента определяется тремя Предполагается, что нелинейность малая, т. е. энергия резонансными явлениями: циклотронным, нелинейным и нелинейного взаимодействия меньше энергии взаимодейбрэгговским резонансом. ствующих волн. Рассмотрены особенности нелинейного а) При = H ( = 2H) или = H ( = 2H/2) взаимодействия, связанные с периодичностью структуимеет место циклотронный резонанс для первой или вто- ры. Изучены два типа возбуждения второй гармоники:
рой гармоник, приводящий к бесконечным значениям W возбуждение, происходящее при взаимодействии первых и W. Расходимость на рис. 3, c для зависимостей W ( ) гармоник, распространяющихся в одном направлении, и Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. 48 А.А. Булгаков, О.В. Шрамкова Рис. 3. Зависимости нелинейных коэффициентов от частоты и магнитного поля. a Чдля кривой 7 (первая гармоника) на рис. 1, b Ч для второй гармоники кривой 7 на рис. 1, c Чдля кривой 5 на рис. 1.
Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. Нелинейное возбуждение второй гармоники в полупроводниковой сверхрешетке... возбуждение, происходящее при взаимодействии первых [23] Басс Ф.Г., Булгаков А.А., Тетервов А.П. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешетками. М.: Наука, гармоник, распространяющихся в противоположных на1989. 287 с.
правлениях. Показано, что изменение амплитуд первой [24] Булгаков А.А., Шрамкова О.В. // РЭ. 2001. Т. 46. Вып. 2.
и второй гармоник связано с несколькими резонансныС. 236Ц240.
ми явлениями: циклотронным резонансом, брэгговским резонансом и нелинейным резонансом. ФКонкуренцияФ между данными типами резонансов приводит к сложным зависимостям нелинейных коэффициентов от частоты и магнитного поля. Особое внимание следует обратить на то, что для полупроводниковой сверхрешетки, помещенной в магнитное поле, эффективность генерации гармоник зависит от величины магнитного поля: так, в точке циклотронного резонанса наблюдается значительное увеличение взаимодействия волн.
Список литературы [1] Моисеенко В.Н., Гречук Т.З., Носенко А.Е., Антоненко М.М. // ФТТ. 1996. Т. 38. Вып. 11. С. 3343Ц3344.
[2] Kador L., Braun M., Allakhverdiev K.R., Salaev E.Yu. // Opt. Commun. 1997. Vol. 143. N 1Ц3. P. 62Ц66.
[3] Allakhverdiev K.R., Ismailov F., Kador L., Braun M. // Sol.
St. Commun. 1997. Vol. 104. N 1. P. 1Ц3.
[4] Martorell Jordi, Vilaseca R., Corbalan R. // Appl. Phys. Lett.
1997. Vol. 79. N 6. P. 702Ц704.
[5] Yoo Jeong-Geun, Choi Suk-Won, Hoshi Hajime et al. // Jap.
Appl. Phys. 1997. Vol. 36. N 6. P. L1168ЦL1171.
[6] Акципетров О.А., Воротилов К.А., Климкин Д.А. и др. // ФТТ. 1996. Т. 38. Вып. 10. С. 3101Ц3107.
[7] Любчанский И.Л. // ФТТ. 1995. Т. 37. Вып. 6. С. 1812Ц1818.
[8] Hoshi H., Manaka T., Ishikawa K., Takezoe H. // Jap.
J. Appl. Phys. 1. Regul. Pap. Notes Rev. Pap. 1997. Vol. 36.
N 10. P. 6403Ц6404.
[9] Zayats A., Vinogradov E., Keller O. et al. // Proc. SPIE. Int.
Soc. Opt. Eng. 1996. Vol. 2801. P. 115Ц123.
[10] Scalora V., Bloemer M.J., Manka A.S. et al. // Phys. Rev. A.
1997. Vol. 506. N 40. P. 3166Ц3174.
[11] Azarenkov N.A., Denisenco I.B., Osticov K.N. // Surf. Rev.
Lett. 1995. Vol. 2. N 5. P. 579Ц585.
[12] Tomaru S., Watanabe T., Hikita M. et al. // Appl. Phys. Lett.
1996. Vol. 68. N 13. P. 1760Ц1762.
[13] Vilaseca R., Trull J., Martorell J., Corbalan R. // Proc.
SPIEЦInt. Soc. Opt. Eng. 1996. Vol. 2801. P. 108Ц114.
[14] Силин В.П. // ЖЭТФ. 2000. Т. 117. Вып. 5. С. 926Ц931.
[15] Пожар В.Э., Чернозатонский Л.А. // ФТТ. 1985. Т. 27.
В. 3. С. 682Ц685.
[16] Бломберген Н. Нелинейная оптика М.: Мир, 1966. С. 424.
[17] Вильхельмссон Х., Вейланд Я. Когерентное нелинейное взаимодействие волн в плазме. М.: Энергоиздат, 1981.
С. 224.
[18] Галеев А.А., Карпман В.И. // ЖЭТФ. 1963. Т. 44. Вып. 2.
С. 592Ц602.
[19] Bulgakov A.A., Bulgakov S.A., Vazquez L. // Phys. Rev. E.
1998. Vol. 58. N 5. P. 7887Ц7898.
[20] Булгаков А.А., Шрамкова О.В. ФТП. 2001. Т. 35. Вып. 5.
С. 578Ц585.
[21] Хартман Ф. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Мир, 1966. 490 с.
[22] Булгаков А.А., Харкина С.И., Яковенко В.М. // ФТТ. 1980.
Т. 22. Вып. 8. С. 2536Ц2538.
4 Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. Pages: | 1 | 2 | Книги по разным темам