Kohärente nichtlineare optische Eigenschaften von Halbleiter-Quantentrögen und -Mikroresonatoren: Exzitonen-Wechselwirkung und Propagation

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In dem vorliegenden Forschungsprojekt wird die nichtlineare Wechselwirkung eines elektromagnetischen Feldes mit einem Halbleiterquantentrog, der sich in einem Mikroresonator befindet, theoretisch untersucht. Das System wird durch die Gleichungen des elektromagnetischen Feldes und die Halbleiter-Blochgleichungen mit phänomenologischer Dämpfung beschrieben. Das elektromagnetische Feld besteht aus einem starken Pumpfeld, das in der Theorie exakt berücksichtigt wird und einem schwachen Testfeld, das in linearer Näherung behandelt wird. Die beiden Felder werden durch Pulse im Zeitbereich von 100 Femtosekunden beschrieben. Der zeitliche Abstand der Pulse kann variert werden. Aus der Theorie werden die optische Absorption des Systems, die Transmission des Testfeldes in Abhängigkeit von der Photonenenergie und der Verzögerung zwischen den Pulsen des Pump- und des Testfeldes berechnet. Die theoretischen Ergebnisse werden mit experimentellen Resultaten von Pump-Probe-Experimenten verglichen. Aus den Resultaten können die Relaxationsparameter des Quantentroges bestimmt und Aussagen zur Kohärenz des Exzitonensystems gewonnen werden.