超快泵探针对GaAs中X射线诱导的瞬态光学反射率变化的探测

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超快泵探针对GaAs中X射线诱导的瞬态光学反射率变化的探测

王博, 白永林, 徐鹏, 缑永胜, 朱炳利, 白晓红, 刘百玉, 秦军君

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王博, 白永林, 徐鹏, 缑永胜, 朱炳利, 白晓红, 刘百玉, 秦军君. 超快泵探针对GaAs中X射线诱导的瞬态光学反射率变化的探测[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3130-3133.

引用本文:

王博, 白永林, 徐鹏, 缑永胜, 朱炳利, 白晓红, 刘百玉, 秦军君. 超快泵探针对GaAs中X射线诱导的瞬态光学反射率变化的探测[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3130-3133.

Wang Bo, Bai Yonglin, Xu Peng, Gou Yongsheng, Zhu Bingli, Bai Xiaohong, Liu Baiyu, Qin Junjun. Ultrafast pump-probe detection of X-ray induced transient optical reflectivity changes in GaAs[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 3130-3133.

Citation:

Wang Bo, Bai Yonglin, Xu Peng, Gou Yongsheng, Zhu Bingli, Bai Xiaohong, Liu Baiyu, Qin Junjun. Ultrafast pump-probe detection of X-ray induced transient optical reflectivity changes in GaAs[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 3130-3133.

超快泵探针对GaAs中X射线诱导的瞬态光学反射率变化的探测

王博^1,2,3,
白永林^1,2,
徐鹏²,
缑永胜^2,3,
朱炳利²,
白晓红¹,
刘百玉²,
秦军君¹

1.
中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西西安 710119;
2.
中国科学院西安光学精密机械研究所超快诊断技术重点实验室,陕西西安 710119;
3.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

国家自然科学基金(11305259)

作者简介:
王博(1981-),男,博士,主要从事超快诊断方面的研究。Email:wbo@opt.ac.cn

中图分类号: TN29

Ultrafast pump-probe detection of X-ray induced transient optical reflectivity changes in GaAs

1.
State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics,Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Xi'an 710119,China;
2.
Key Laboratory of Ultra-fast Photoelectric Diagnostics Technology,Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Xi'an 710119,China;
3.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 理论估算并实验验证了在X射线脉冲激发下低温砷化镓的光学折射率调制特性。泵浦-探针实验表明,低温砷化镓中存在的高密度复合缺陷大大减小了载流子寿命,使超热电子的弛豫时间小于110-12 s,载流子的复合时间小于 210-12 s,折射率的扰动时间约为210-12 s。通过理论分析,给出了自由载流子和俄歇效应对该弛豫过程的定量估算,与实验结果吻合较好。该研究表明低温生长砷化镓是一种有效的可用于单次瞬态皮秒时间分辨X射线探测的材料。
- 低温生长砷化镓 /
- X射线探测器 /
- 折射率扰动 /
- 皮秒时间分辨
Abstract: The optical index modulation was theoretically estimated and demonstrated under short X-ray excitation in low-temperature-grown GaAs(LT_GaAs). Hot-electron thermalization time 1 ps, carrier recombination time 2 ps and the duration of the index perturbation was determined by the carrier recombination time which was of order -2 ps in LT_GaAs with a high density of recombination defects. Predictions of radiation-induced changed in the optical refractive index were in reasonably good agreement with the limited experimental data available, suggesting that LT_GaAs was a highly promising material for high speed single transient ionizing radiation detector.
- low-temperature-grown GaAs /
- X-ray detectors /
- index perturbation /
- picoseconds temporal resolution

[1]	Chollet M, Ahr B,Walko D A, et al. 2-ps Hard x-ray streak camera measurements at Sector 7 beam line of the Advanced Photon Source[J]. IEEE J Sel Top Quant, 2012 , 18:66-73.
[2]
[3]	Bai Xiao hong, Bai Yong lin, et al. SG diagnostic equipment:Gating pinhole framing camera[J]. Optics and Precision Engineering, 2011, 19(2):368-373.(in Chinese)
[4]
[5]	Wang Ruirong,Wang Wei. X-ray line profile measurements in laser produced plasma[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(7):1738-1742.(in Chinese)
[6]
[7]
[8]	Liu Hui, Liu Baiyu, Bai Yonglin, et al. Design of arbitrary waveform generator for shaping high power laser system[J]. Chinese Journal of Optics, 2011, 2(1):61-64.
[9]	Chen Liang, Zhang Yan, Chen Jun, et al. Fabrication and characterization of back-illuminated GaN/AlGaN p-i-n UV detector with high performance[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(6):928-933.(in Chinese)
[10]
[11]	Vernon S P, Lowry M E, Baker K L, et al. X-ray bang-time and fusion reaction history at picoseconds resolution using Rad Optic detection[J]. Rev Sci Instrum, 2012, 83(10D):307-1-3.
[12]
[13]
[14]	Kressig B, Dunford R W, Elliot P Kanter, et al. A simple cross-correlation technique between infrared and hard x-ray pulses[J]. Appl Phys Lett, 2009, 94:171-113.
[15]
[16]	Gahl C. A femtosecond X-ray/optical cross-correlator[J]. Nature Photon, 2008, 2:165-169.
[17]
[18]	Bennett B R, Soref R A, Del Alamo J A. Carrier-induced change in refractive index of InP, GaAs, and InGaAsP[J]. IEEE J Quantum Electron, 1990, 26:113-122.
[19]	Sze S M, Ng K K. Physics of Semiconductor Devices[M]. 3rd ed. New York:Wiley-Interscience, 2007.
[20]
[21]	Van Mieghem P. Theory of band tails in heavily doped semiconductors[J]. Rev Mod Phys, 1992, 64:755-793.
[22]
[23]	Liebler J, Haug H. Theory of the band-tail absorption saturation in polar semiconductors[J]. Phys Rev B, 1990, 41:5843-5856.

[1]	张释文, 李丽艳, 周燕, 刘琴, 王永杰, 刘育梁. 基于光外差的高精度海水折射率传感器研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230134-1-20230134-9. doi: 10.3788/IRLA20230134
[2]	郑晨, 冯文林, 何思杰, 李邦兴. 用于测量折射率的光纤迈克尔逊干涉型传感器 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210327-1-20210327-5. doi: 10.3788/IRLA20210327
[3]	陈晖, 白振旭, 王建才, 张丙元, 白振岙. 百瓦级PCFA/LBO倍频绿光皮秒激光器 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20200522-1-20200522-5. doi: 10.3788/IRLA20200522
[4]	刘煦, 李云铎, 叶联华, 黄张成, 黄松垒, 方家熊. 单光子探测InGaAs雪崩焦平面像素级高分辨率低误码时间数字转换电路 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210009-1-20210009-9. doi: 10.3788/IRLA20210009
[5]	吕桓林, 梁宇鑫, 韩秀友, 谷一英, 武震林, 赵明山. 基于狭缝波导的聚合物基微环折射率传感器研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0118001-0118001(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0118001
[6]	彭红攀, 杨策, 卢尚, 陈檬. 全固态皮秒径向偏振激光器及其加工特性 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 106003-0106003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0106003
[7]	顾礼, 宗方轲, 李翔, 周军兰, 杨勤劳, 郭宝平. 用于激光聚变的X射线条纹相机阴极检测系统 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817002-0817002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0817002
[8]	窦鹏程, 冯国斌, 张检民, 林新伟, 李云鹏, 师宇斌, 张震. 激光诱导三结砷化镓太阳电池短路电流增大现象与机理 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 50-55. doi: 10.3788/IRLA201746.S106009
[9]	郑伟, 范飞, 陈猛, 白晋军, 常胜江. 基于太赫兹超材料的微流体折射率传感器 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 420003-0420003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0420003
[10]	耿磊, 马潇, 肖志涛, 张芳, 荣锋, 彭晓帅. X射线线阵探测器校正与滤波 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1226001-1226001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1226001
[11]	袁瑞霞, 彭继迎, 李祚涵, 郑义, 务益杰. Nd:YVO₄自锁模皮秒激光器 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 305001-0305001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0305001
[12]	徐鸣, 李孟霞, 安鑫, 卞康康, 施卫. 红外猝灭非线性砷化镓光电导开关产生太赫兹的实验研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 425001-0425001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0425001
[13]	蔡厚智, 龙井华, 刘进元, 谢维信, 白雁力, 雷云飞, 廖昱博. 电子束时间展宽皮秒分幅相机 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206001-1206001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1206001
[14]	白雁力, 龙井华, 蔡厚智, 廖昱博, 雷云飞, 刘进元. 时间展宽分幅变像管的时间分辨率探究 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 63-67.
[15]	鲍刚华, 程鑫彬, 焦宏飞, 刘华松, 王占山. HfO₂薄膜折射率非均质性生长特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2761-2766.
[16]	梅金硕, 舒昌, 贺讯军, 张狂, 吴群. 基于正折射率材料参数的旋转放大光学变换器件 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 493-496.
[17]	邹跃, 秘国江, 庞庆生, 毛小洁, 王建军. PPSLT皮秒中波红外光参量发生器 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 712-715.
[18]	吴斌, 刘志明, 王恒飞, 应承平, 王俊龙, 刘红元, 李国超, 王洪超. 太赫兹波在砷化镓波导中的产生与传输 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3903-3906.
[19]	童劲超, 黄敬国, 黄志明. 基于铟镓砷材料的新型太赫兹/亚毫米波探测器研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3347-3351.
[20]	刘志明, 陈坤峰, 高业胜, 史学舜, 简水生. 阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2146-2149.

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超快泵探针对GaAs中X射线诱导的瞬态光学反射率变化的探测

1. 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西西安 710119;

2. 中国科学院西安光学精密机械研究所超快诊断技术重点实验室,陕西西安 710119;

3. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
王博(1981-),男,博士,主要从事超快诊断方面的研究。Email:wbo@opt.ac.cn

收稿日期: 2015-02-06
修回日期: 2015-03-07
刊出日期: 2015-10-25

基金项目:

国家自然科学基金(11305259)

中图分类号: TN29

关键词:

摘要: 理论估算并实验验证了在X射线脉冲激发下低温砷化镓的光学折射率调制特性。泵浦-探针实验表明,低温砷化镓中存在的高密度复合缺陷大大减小了载流子寿命,使超热电子的弛豫时间小于110-12 s,载流子的复合时间小于 210-12 s,折射率的扰动时间约为210-12 s。通过理论分析,给出了自由载流子和俄歇效应对该弛豫过程的定量估算,与实验结果吻合较好。该研究表明低温生长砷化镓是一种有效的可用于单次瞬态皮秒时间分辨X射线探测的材料。

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