一种双光子吸收谱的测量方法及系统技术方案

本发明专利技术属于双光子吸收谱的测量领域，提供了一种双光子吸收谱的测量方法及系统。该方法，包括：建立非简并双光子吸收系数的数学模型；测量样品薄膜在0.5Eg‑Eg范围内的反射和透射谱，并转换为吸收谱实验曲线；采用所述非简并双光子吸收系数的数学模型拟合所述吸收光谱实验曲线；输出非简并双光子吸收系数谱及其他吸收机制的吸收谱。

【技术实现步骤摘要】
一种双光子吸收谱的测量方法及系统
本专利技术属于双光子吸收谱测量领域，尤其涉及一种双光子吸收谱的测量方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。双光子吸收(two-photonabsorption,2PA)是指半导体材料，在入射光的激发下同时吸收两个光子跃迁到高能态，并产生电子-空穴对的过程。双光子吸收属于非线性光学效应。半导体的巨大光学非线性特性使其成为光学开关、光限幅、频率上转换、三维光存储和其他非线性光学应用的重要材料。测量双光子吸收系数较为成熟并得到广泛应用的方法，是1989年Sheik-Bahace等人提出的Z-scan技术。该技术采用单基横模高斯激光束，照射样品产生光学克尔效应，通过检测透射率和解析式拟合，得到非线性折射率(闭孔)和非线性吸收系数(开孔)。此后，在此基础上发展了多种改进的Z-scan技术,使测量的灵敏度有了很大的提高，且拓展了测量的内容。这些方法包括：双色光Z-scan(TwocolorZ-scan)、双光束时间分辨率Z-scan(Time-re本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光子吸收谱的测量方法，其特征在于，包括：/n建立非简并双光子吸收系数的数学模型；/n测量样品薄膜在0.5Eg-Eg范围内的反射和透射谱，并转换为吸收谱实验曲线；/n采用所述非简并双光子吸收系数的数学模型拟合所述吸收光谱实验曲线；/n输出非简并双光子吸收系数谱及其他吸收机制的吸收谱。/n

【技术特征摘要】
1.一种双光子吸收谱的测量方法，其特征在于，包括：
建立非简并双光子吸收系数的数学模型；
测量样品薄膜在0.5Eg-Eg范围内的反射和透射谱，并转换为吸收谱实验曲线；
采用所述非简并双光子吸收系数的数学模型拟合所述吸收光谱实验曲线；
输出非简并双光子吸收系数谱及其他吸收机制的吸收谱。


2.根据权利要求1所述的双光子吸收谱的测量方法，其特征在于，所述非简并双光子吸收系数的数学模型中，模型的总吸收系数等于自由载流子吸收系数、双光子吸收系数以及三光子吸收系数的总和。


3.根据权利要求1所述的双光子吸收谱的测量方法，其特征在于，所述非简并双光子吸收系数的数学模型的总吸收系数表示为：
α＝αFCA+αND-2PA+α3PA(1)
其中，αFCA是自由载流子吸收系数；αND-2PA是非简并双光子吸收系数；α3PA是三光子吸收系数。


4.根据权利要求3所述的双光子吸收谱的测量方法，其特征在于，考虑入射光子波长与总吸收系数的关系，得到的总吸收系数为：



其中，前三项之和代表自由载流子吸收系数，单位cm-1；第四项代表非简并双光子吸收系数，单位cm-1；第五项代表三光子吸收系数，单位cm-1；Eg为样品的带隙能量，单位电子伏特；入射光波长λ、λ1、λ2的单位为微米；A、B、C、D、E由对所述吸收谱实验曲线的拟合得到。

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文田，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37