ИСТИНА

Вносимый проект направлен на исследование нелинейно-оптическими методами электронной динамики в полупроводниковых кристаллах, индуцируемой сверхкороткими лазерными импульсами.

The increase in the speed of electronic semiconductor devices is inextricably linked with a thorough study of ultrafast charge migration in the energy structure of semiconductor and dielectric materials, and, accordingly, the generation of extremely short current pulses. The use of the optics potential of ultrashort laser pulses attracts special attention, since the effect of such pulses on semiconductor crystals can lead to the transfer of the semiconductor to the conducting state on extremely short time scales comparable to the duration of the pump pulses. In essence, this is the main task of ultrafast optoelectronics - to ensure the possibility of the functioning of semiconductor devices at terahertz (or even petahertz) frequencies for the further technological implementation of new types of ultrafast transistors or logic elements. In this regard, it is important to study the necessary conditions for the excitation of pulsed currents, which includes two directions - the implementation of optical pump pulses that have the necessary time and phase spectral characteristics to effectively excite short current pulses on the one hand, the development of methods for studying the optoelectronic properties of a semiconductor crystal The development of these areas is dedicated to this project.

Модернизация Ti:Sapphire лазерной системы с целью двукратного увеличения энергии фемтосекундных импульсов. Это обеспечит возможность реализации двухканального оптического параметрического усилителя, на основе которого предполагается реализация источника перестраиваемых сверхкоротких импульсов в диапазоне 3-11 мкм методом генерации разностной частоты, включая генерацию импульсов со стабилизацией фазы поля относительно огибающей. - Развитие методик характеризации импульсов в среднем инфракрасном диапазоне на основе интерферометрической техники. Исследования стабильности фазы генерируемых импульсов на основе схемы нелинейного f-2f интерферометра Маха-Цендера, демонстрация возможности фазовой стабилизации суперконтинуума и импульсов, генерируемых в процессе генерации разностной частоты. - Развитие метода нелинейно-оптической спектроскопии на основе генерации гармоник высоких порядков от сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона для контроля сверхбыстрой электронной динамики в полупроводниковых кристаллах - Исследование зависимостей мощности гармоник высоких порядков от интенсивности накачки импульсов для различных спектральных диапазонов в режимах с высокой и низкой энергий накачкив различных полупроводниковых структурах, - Проведение поляризационных измерений генерации оптических гармоник для анализа анизотропии сверхбыстрого отклика электронов на импульсное воздействие сильного электрического поле, в зависимости от кристаллической структуры твердого тела, является одной из важных задач вносимого проекта. - Проведение теоретического анализа генерация оптических гармоник на основе квантово-механической модели с решением системы уравнений Максвелла-Блоха, включающей в рассмотрение множество уровней в зонах проводимости и валентной зоне. Наряду с численным моделированием мы будем развивать аналитический подход к описанию нелинейно-оптических процессов, приводящих к генерации ГВП и их анизотропных свойств. Использование сверхкоротких импульсов ближнего и среднего инфракрасного диапазона для генерации оптических гармоник позволяет получить информацию о влияния ширины запрещенной зоны, дисперсии энергии носителей заряда, ориентации кристалла, скорости процессов дефазировки и термализации носителей на нелинейно-оптический отклик электронной подсистемы, что в перспективе обеспечивает возможность реализации сверхбыстрых отоэлектронных устройств на петагерцовых частотах.