Optické nelinearity terahertzového záření

Abstract

Conductivity of semicoductor nanostructures has its maximum in terahertz spectral range. Linear response is described in reasonable detail. With high intensity light sources it is also needed to be concerned with nonlinear response. In this thesis, there is firstly described already existing quantum model of linear conductivity which is using perturbation theory. This model is then extended by adding another perturbations, getting us quantum model for calculating nonlinear conductivity of arbitrary order. Model is then applied for calculation of third order nonlinear conductivity spectra for cubic nanocrystal. There is described spectra for varying parametres, such as tempera- ture, volume, electron density or scattering rate. In the end it is compared with semiclassical compuptation using Monte-Carlo simu- lation. 1

Vodivost polovodičových nanostruktur vykazuje maximum v teraherzové spektrální oblasti. Lineární odezva je celkem uspokojivě popsána. S intenzivnějšími zdroji světla je však potřeba zabývat se i odezvou nelineární. V této práci je nejprve popsán již existující kvantový model lineární vodivosti využí- vající poruchového počtu. Tento model se rozšíří přidáním dalších poruch, čímž se získá kvantový model pro výpočet nelineární vodivosti libovolného řádu. Model se aplikuje na výpočet nelineárních vodivostních spekter třetího řádu pro ku- bický nanokrystal. Je popsána závislost spekter na změně parametrů, jako je teplota, velikost, nábojová hustota, či rychlost rozptylu. Na úplný závěr jsou výsledky srovnány se semiklasickým výpočtem pomocí Monte- Carlo simulace. 1