بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله چرخش مغناطو-اپتیکی غیر خطی در نیمه رسانای چاه کوانتومی GaAs با استفاده از کنترل همدوس میدان های لیزری، بررسی شده است. سیستم مورد مطالعه دو سیستم V شکل جفت شده است که با سه میدان لیزری برهم کنش می کند، نتایج مطالعات نشان می دهد که در حضور میدان مغناطیسی ایستای خارجی می-توان به وسیله کنترل همدوس، چرخش قطبش نور در غیاب هرگونه جذب در محیط صورت گرفته و شدت نور خروجی به بیشترین حد ممکن خود می رسد.
مقدمه
چرخش مغناطو-اپتیکی غیر خطی از موضوعات قابل توجه در حوزه برهمکنش نور با ماده محسوب می شود، چرخش صفحه قطبش نور به وسیله یک نمونه گازی در حضور میدان مغناطیسی به چرخش مغناطو-اپتیکی - MOR - معروف است.[1] هرگاه یک میدان مغناطیسی به نمونه ای از گاز با اتم هایی دارای زیرترازهای تبهگن اعمال شود، زیرترازها دچار شکافتگی زیمان میشوند واین باعث میشود که نمونه پاسخ های متفاوتی را به مولفه های راستگرد و چپگرد نور قطبیده خطی بدهد. اگر میدان مغناطیسی در راستای انتشار نور اعمال شود این اثر به اثر فارادی و اگر عمود بر راستای آن اعمال شود تحت عنوان اثر وویت شناخته می شود.
حال اگر ضریب شکست هر یک از ویژه مدهای دایروی نور قطبیده خطی متفاوت باشند - n n - ، آنگاه هر مولفه با سرعت متفاوتی در محیط منتشر خواهد شد و این باعث میشود تا اختلاف فاز بین مولفهها به وجود آید و در نتیجه آن صفحه قطبش نور قطبیده بچرخد، چنین چرخشی ناشی از دو شکستی است. همچنین چرخش قطبش نور می تواند به علت تفاوت در ضریب جذب محیط - - k برای مولفههای و - دو رنگی - رخ دهد.[4] اگر از ترکیب میدان های همدوس قوی و میدان مغناطیسی برای ایجاد عدم تقارن در ضریب شکست مولفههای - چرخش صفحه قطبش - نور کاوشگر استفاده شود این اثر تحت عنوان اثر مغناطو-اپتیکی غیر خطی - - NMOR خوانده میشود.
[3] از عوامل موثر دیگر در افزایش زاویه چرخش قطبش نور افزایش چگالی اتم ها، افزایش فرکانس رابی های میدان های جفت کننده و افزایش مسیر اپتیکی یا طول سلولی که نمونه در آن قرار گرفته است هستند. در این مقاله به مطالعه نظری چرخش قطبش نور در سیستم نیمه رسانای نانو ساختار چاه کوانتومی GaAs - QW - پرداخته و نشان داده می شود که در حضور یک میدان مغناطیسی ایستای خارجی، با اعمال میدان های همدوس و همچنین با انتخاب پارامترهای مناسب، چرخش صفحه قطبش نور کاوشگر با بیشینه شدت خروجی و بدون جذب اتفاق می افتد.
مدل بندی و روابط ریاضی
ساختاری از مواد نیمه رسانای نانوساختار که الکترون ها و حفره ها فقط در دو بعد آزادی حرکت داشته باشند به نیمه رساناهای چاه کوانتومی معروف هستند. ماندگاری زمانی قابل توجه همدوسی اسپین الکترون در نوار رسانش این نیمه رساناها توجه بسیاری از مطالعات اپتیکی را بر روی این سیستم ها برانگیخته است6]،.[5 نمونه ای از نیمه رسانای چاه کوانتومی GaAs به طول L با چگالی n را در نظر می گیریم که اتم های آن با میدان های خارجی جفت کننده E1 ، E2 و میدان کاوشگر با قطبش خطی E برهم کنش می کند.
