Z-Scan measurement of two-photon-absorption generated free carrier′s absorption cross-section in bulk GaAs

Z-Scan 법을 이용한 GaAs의 2광자 여기 자유전하 흡수 단면적 측정

일반적으로 수십 피코초 레이저 펄스를 이용한 GaAs bulk 상태 시료의 비선형 흡수 관찰 실험에서는 200Mw/$cm^{2b}$ 이하에서는 여기된 자유전하 운반자 흡수효과는 무시한다.$^{(1)}$ 그러나 수 나노초의 레이저 펄스를 이용할 경우, 이광자 흡수에 의해 여기된 자유전하 운반자들이 긴 수명시간으로 인해 재결합되지 않고 여기된 상태에 축적되어 짐에 따라, 레이저 빛을 재흡수 하는 확률이 높아져 낮은 세기의 빛에도 불구하고 비선형 흡수 효과가 크게 나타난다.$^{(2)}$ 불순물이 첨가되지 않은 GaAs bulk 상태의 경우 자유전하 운반자 소멸 시간은 수 나노초 영역으로 알려지고 있다.$^{(4)}$ 본 실험에서는 수 MW/$cm^2$의 매우 낮은 영역의 세기에서 순수한 GaAs의 bulk에 대하여 실험한 결과 비선형 흡수가 나타남을 관찰하였으며, 더불어 자유전하 흡수 계수를 여러 가지 세기의 빛에서 측정한 결과 자유전하 흡수 단면적이 빛의 세기에 따라 변화하는 것을 관찰하였다. (중략)략)