用飞秒激光泵浦—探测技术研究凝聚态物质中的超快过程

来源 :中国科学院物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zero_alan
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(1)独立建成一整套时间分辨光谱学实验系统,其中包括:(Ⅰ)建成一套飞秒激光泵浦-探测实验系统,其时间分辨率约为100fs,可测量信噪比为10<-5>的信号,该设备若采用更高调制频率的光调制器, 则可把系统的灵敏度再提高一个数量级(10<-6>).(Ⅱ)独立完成全部实验控制和实验数据采集程序.(Ⅲ)调试成功从牛津科学仪器公司购买的连续流液氦变温系统,此变温设备可在4K~300K之间精确控温.(2)利用Nd<3+>,Cr<4+>:YAG晶体同时作为激光晶体和可饱和吸收体,采用简单的直线腔结构,实现了自调Q自锁模激光运转,在国际上首次实现锁模深度大于90﹪,并且通过实验研究了调Q脉冲宽度与重复频率随激光腔长和激光输出功率的变化,同时,对不同输出功率下,调Q脉冲宽度及重复频率的变化进行了研究,这一工作已经在Chin.Phys.Lett.上发表.(3)利用飞秒激光泵浦-探测实验系统,研究了AlGaAs/GaAs多量子阱中的非平衡载动力学过程.实验发现,室温下原位生长样品中的载流子寿命比经过30秒钟热退火样品中的载流子寿命要长的多.(4)实验发现激光打到超导薄膜上,可以破坏其超导态,这不是因为激光使超导薄膜温度升高到大于超导临界温度Tc以上,而是因为激光产生的过剩准粒子破坏了超导体的序参量,使超导能隙变为零.超导薄膜吸收光子能量,Cooper对被打开,形成准粒子的过程是非常复杂的.因吸收了光子而形成的高能准粒子很快通过电子-电子,电子-声子散射而形成很多低能准粒子和声子,它自己也弛豫成低能准粒子,低能准粒子重新复合,形成Cooper对,同时放出声子,这些声子不会毫无影响的离开超导体,他们还会击碎其他的Cooper对,直至达到平衡.准粒子的弛豫过程与电子间的相互作用及超导机制直接相关,通过研究这一过程可以为研究超导电性的本质提供重要的信息.我们首次利用飞秒激光泵浦-探测实验手段,研究了在不同温度下Tl<,2>Ba<,2>CaCu<,2>O<,8+δ>超导薄膜的非平衡准粒子动力学过程,利用单e指数衰减函数实现了对实验结果很好的拟合,得到不同温度下非平衡准粒子重新复合成Cooper对的弛豫时间.(5)利用飞秒激光泵浦-探测实验系统,研究了单壁碳纳米管中的非平衡动力学行为.
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