Нещодавно Державна ключова лабораторія фізики лазерів інтенсивного поля Шанхайського інституту оптики та точного машинобудування (SIPM) Китайської академії наук (CAS) досягла прогресу у вивченні надшвидкого фотоконтролю графену для генерації залишкового струму. Відповідні результати дослідження опубліковані в Optics під назвою «Залишковий струм під комбінованим впливом фази обвідної несучої та чирпу: фазовий зсув і пікове посилення». Результати були опубліковані в Optics Express.
Струми, керовані оптичним полем, з потенціалом для високошвидкісної обробки сигналів є важливою сферою розвитку світлохвильової електроніки. Багато матеріалів було використано для відповідних досліджень, серед яких графен унікальний своїм слабким ефектом екранування, високим порогом пошкодження та високою мобільністю носіїв. Глибоке розуміння та точне керування транспортом носіїв у графені є важливою основою для розробки надшвидких оптоелектронних пристроїв на рівні біт-герц. Одночасно змінюючи фазу огинаючої несучої (CEP, φ) і лінійну частоту чирпування ( ) лінійно поляризованого поля дальнього світла, дослідники виявили, що зміна залишкового струму демонструє фазовий зсув і пікове посилення (рис. 1), і що фазовий зсув можна розглядати як результат протидії різним ступеням чирпу.
Досягнення в маніпулюванні генерацією фотоструму шляхом опромінення графену фемтосекундним лазером із кількома циклами в SIPO
Рис. 1 Густини залишкового струму під комбінованим впливом CEP і чирпу, A, B і C відповідають максимальним густинам залишкового струму при різних швидкостях чирпування
Шляхом порівняння залишкових струмів, інтегрованих за імпульсом kx уздовж напрямку поляризації лазера в трьох випадках A, B і C, виявлено, що посилення в основному відбувається поблизу двох позитивних головних піків (рис. 2c), а два для аналізу вибираються точки P1, P2 (рис. 2b). На основі відносної сили зв’язку зони та еволюції утворення електронів у зоні провідності з часом (рис. 3) виявлено, що зі збільшенням частоти чирпу рух електронів зміщується від інтерференції Ландау-Зенера-Штекельберга домінування до домінування багатофотонної інтерференції, тобто взаємодія світла з графеном поступово перетворюється з незбуреної на збурену. переходить до пертурбативного типу. Таким чином, результати спільної взаємодії можуть допомогти знайти відповідні параметри для дослідження контролю переходів станів та електронної динаміки. Це дослідження сприяє розвитку обробки сигналів оптичних частот і додатків оптоелектронних інтегрованих пристроїв.
Прогрес у маніпуляції генерацією фотоструму з графену, опроміненого фемтосекундним лазером із кількома циклами в SIPM
Рис. 2 (a) і (b) Виготовлення провідної зони для випадків B і C, (c) Залишковий струм, інтегрований за імпульсом kx уздовж напрямку поляризації лазера.
Прогрес у маніпулюванні генерацією фотоструму в графені, опроміненому фемтосекундним лазером з меншою кількістю циклів на SIPM.
Рис. 3 (ac) Еволюція відносної сили зв’язку зони (t) та створення електронів ρ(t) у зоні провідності на P1 з часом у випадках A, B та C, (d) Схема багатофотонної інтерференції
