单晶硅表面载流子动力学的超快抽运探测

利用800 nm波长的飞秒抽运探测技术测量了单晶硅表面50 ps内的瞬态反射率变化,研究了表面载流子的超快动力学过程.基于自由载流子密度变化过程建立的反射率模型可以很好地描述瞬态反射率变化,说明受激自由载流子超快响应的贡献主导了反射率的变化过程.经拟合获得了样品的表面复合速度(SRV)为1.2×106cm/s.建立了耦合的载流子输运模型,探讨了单晶硅表面热载流子的密度、温度随时间的演化过程.研究表明,表面复合过程是影响本征单晶硅表面载流子动力学的重要因素.     

飞秒超快动力学过程及飞秒检测

首先分析了飞秒激光与物质的作用原理和载流子激发,载流子散射和晶格热化等超快动力学过程．接着简要阐述了飞秒波谱检测技术的基本原理和实验装置,并在此基础上分别介绍了瞬态吸收波谱技术、瞬态偏振旋转技术和光子回波技术,结合实例对这些技术进行了分析,最后展望了瞬态动力学研究和飞秒波谱检测技术的应用前景。     

低温生长GaAs非平衡载流子的超快动力学特性

采用飞秒激光光谱技术研究了ＬＴ－ＧａＡｓ受激载流子的超快弛豫特性,讨论了载流子散射、载流子－声子互作用和缺陷捕获对载流子弛豫特性的贡献,测定载流子的捕获时间约为５００ｆｓ,并发现其随载流子的过超能量减少而增加     

飞秒激光探测超快磁动力学的研究进展

飞秒激光抽运探测在超快磁动力学的研究中有十分广泛的应用.当前在超快磁动力学的研究中,根据抽运光对样品激发方式的不同,主要分为两类:(1)光激发下的磁动力学;(2)磁场激发下的磁动力学.介绍了这两种激发模式下的磁动力学的最新研究进展,并对未来的研究方向进行了展望.     

飞秒激光烧蚀高定向热解石墨的超快过程研究

脉冲激光烧蚀高定向热解石墨(HOPG)是制备富勒烯、碳纳米管等碳纳米材料的重要方法之一。研究和认识飞秒脉冲激光烧蚀高定向热解石墨的超快物理过程,可以为探索飞秒激光烧蚀制备各种碳纳米材料提供重要的实验和理论基础。利用抽运-探测技术记录了0.33～20J/cm2不同激光能流下50fs激光脉冲烧蚀高定向热解石墨在0～9ns时间窗口内的超快动态过程,并且比较分析了烧蚀高定向热解石墨和烧蚀铝靶的差别。实验发现,随着入射到高定向热解石墨表面的激光能流从20J/cm2下降到0.33J/cm2,光热机制导致的物质去除逐渐减少,光机械机制的应力释放导致的大颗粒物质喷射逐渐成为主要的物质去除过程。分析表明,靶材的吸收系数是导致高定向热解石墨和铝靶烧蚀动态过程不同的主要因素。     

飞秒激光与材料相互作用中的超快动力学

飞秒激光以其超快超强特性可以实现三维复杂结构的微纳级别精密制造。超快光场与材料相互作用过程中存在大量新现象、新效应和新机制,亟待揭示。本文简要介绍飞秒激光与材料相互作用的基本过程以及飞秒激光泵浦探测技术的发展历程。首先重点阐述了高斯型飞秒激光与材料相互作用超快动力学的研究进展,根据不同的时间尺度分别对相互作用过程中的光子与电子相互作用、电子与晶格相互作用过程、相变,以及等离子体/冲击波喷发等过程的观测与机制分析进行总结;随后针对基于电子动态调控新方法的飞秒激光加工超快动力学进行综述,分析对比了其与传统飞秒激光和材料相互作用超快动力学的差异;最后针对该领域的发展方向进行了展望。     

飞秒时间分辨质谱技术在超快动力学中的应用进展

飞秒时间分辨质谱技术是飞秒抽运-探测技术与飞行时间质谱技术的结合。可以测得在不同抽运-探测时间延迟下,分子电子激发态电离或解离而来的离子质谱; 不同抽运-探测时间延迟下,质谱信号强弱的变化反映了激发态布居数的时态信息; 给出了分子激发态和里德堡态中准确的寿命信息、分子激发态势能面非绝热耦合信息以及分子过渡态信息。介绍了飞秒时间分辨质谱技术在分子激发态研究中的最新应用进展,以及在里德堡态解离、异构化、内转换、系间交叉等超快动力学过程研究中的最新进展。指出飞秒时间分辨质谱技术将在一些新现象的研究中发挥重要的作用。     

低温生长GaAs非平衡载流子

采用飞秒激光光谱技术研究了ＬＴ－ＧａＡｓ受激载流子的超快驰豫特性,讨论了载流子散射,载流子－声子互作用和缺陷捕获对载流子驰豫特性的贡献,测定载流子的捕获时间约为５００ｆｓ,并发现其随载流子的过超能量减少而增加。     

半导体纳米颗粒载流子的超快弛豫过程

分析了纳米颗粒的能级结构,建立了载流子弛豫的简化模型,运用数值模拟方法讨论了激发密度、表面态密度及俘获态电子的弛豫率对弛豫过程的影响。讨论结果表明,激发密度的增大及表面态的减少都会导致表面态上电子的饱和,使导带上出现电子的积累,导带电子寿命增大;深俘获态电子的弛豫是影响材料响应速度的主要因素。最后应用此模型对近红外泵浦探测实验的结果进行分析,表明模型可望在实验结果分析上得到应用。     

Dynamics of Light-induced Reflectivity Change in Bulk GaAs by Femtosecond Laser Pulse

The pump-probe technique is an effective method to investigate uhrafast dynamics.And it is widely used in fundamental and application fields of Physics,Chemistry and Biology.The dynamics of bulk GaAs was investigated by femtosecond laser.By changing the area of pump spot,different laser fluences were obtained to excite electron from valence states to conduction states.And it was found that the amplitude of reflectivity change is different.When the carrier density N is 1.44×1018/cm3,the change of refraction index is about Dnc=-3.33×10-5.And when N is 0.36×1018/cm3,the change is-2.0×10-5.     

Ultrafast Phenomena in Solids Excited by Femtosecond Pulse

The pump-probe technique is an effective instrument for investigating ultrafast dynamics. It is widely used in fundamental research and application fields, such as Physics, Chemistry and Biology. First introduced is the effect process between femtosecond laser and matter. And set forth is the fundamental of ultrafast phenomena and theory foundation of data disposal. Then introduced is the demand of making samples in experiment, experiment equipment, and the theory of strain pulse. We detect transient reflectivity change on surface of GaAs at different delayed time using femtosecond transient reflection spectroscopy. The changing curve consists of three parts： original scattering process of 100 fs, carriers-lattice thermal equilibrium of l. 5 ps and recombination process of 500 los.     

飞秒激光在超快过程中的应用研究

认识微观世界的超快过程是为了认识真实世界,超快激光技术是研究会眼快过程的必要条件,本文阐述了近年来飞秒激光在有代表性的超快过程中的应用目的、应用必要性,应用实现方法和结果以及应用进展等。     

GaAs和GaAs/AlGaAs多层量子阱中载流子的超快动力学(英文)

The ultrafast photoexcited carrier dynamics in bulk GaAs and GaAs/ AlGaAs multiple quantum well(MQW)structure has been studied using femtosecond laser pulse pump-probe techniques on the samples grown by MBE. A hot carrier cooling time of 1.5ps in MQW is measured at room temperature. Also, optical phonon emission at 33meV is observed in this sample. These results are found to be similar to that observed in bulk GaAs. A comparison of the hot carrier cooling rates for the two cases suggests that the infra-sub-band optical phonon scattering in MQW may play a dominant role in the cooling of highly excited hot carriers for the narrow wells. The experimental results agree well with that predicted by a simple infinite depth square-well model.     

193nm准分子激光及超短脉冲激光角膜切削

193nm准分子激光和费秒级超短脉冲激光因其能对角膜进行精确的切削 ,对临近组织造成的损伤很小 ,已经成为屈光手术领域研究的热点。本文首先研究 193nm准分子激光 ,费秒级超短脉冲激光对角膜的切削机理 ,建立激光脉冲参数与角膜组织切削量之间的数学模型并在此基础上对比分析两种激光切削角膜的特征及其在屈光手术领域的应用。