عنوان

اپتیک عرضی مولکولهای نقطه کوانتومی سه گانه در حضور شفافیت القایی تونل زنی

‭۱۶۹۰۰پ‬

per

اپتیک عرضی مولکولهای نقطه کوانتومی سه گانه در حضور شفافیت القایی تونل زنی

/منیره خان محمدی

: فیزیک کاربردی و ستاره شناسی

، ‮‭۱۳۹۵‬

، افشاری

چاپی

کارشناسی ارشد

فوتونیک الکترونیک

‮‭۱۳۹۵/۱۰/۲۲‬

تبریز

نقاط کوانتومی نیم رسانا مجموعه ای از هزاران اتم هستند که درجات آزادی الکترونیکی شان، بدلیل محصورشدگی الکترون ها و حفره ها، گسسته می باشد .بعبارت دیگر الکترون ها و حفره ها در نقاط کوانتومی، مشابه اتم ها، تنها می توانند ترازهای گسسته ای از انرژی را اشغال کنند .از ویژگی های منحصر بفرد ساختارهای نقاط کوانتومی امکان کنترل کوانتوم مکانیکی جفت شدگی مستقیم الکترونیکی از دو طریق مهندسی ساختار و ولتاژ اعمالی می باشد که آنها را برای کاربردهای فوتونیکی و الکترواپتیکی مناسب می سازد .همچنین توانایی ساخت مجموعه ای از نقاط کوانتومی با هندسه دلخواه چندین امکان جالب را فراهم ساخته است که شکل گیری مولکولهای نقطه کوانتومی بواسطه تونل زنی بین نقطه های کوانتومی منفرد از آن جمله است .با اعمال پالسی با فرکانس نزدیک به فرکانس گذار نقطه کوانتومی اول، الکترونی از حالت پایه به تراز برانگیخته تحریک می شود که متعاقب آن می تواند، با تنظیم فاصله انرژی با تراز برانگیخته نقطه کوانتومی بعدی، به نقطه کوانتومی کناری تونل زنی انجام دهد .نوسانات بین نقطه های کوانتومی مجاور در مولکول نقطه کوانتومی توسط نامیزانی فرکانسی و یا توسط ولتاز گیت قابل کنترل است .در این پروژه یک مولکول نقطه کوانتومی شامل سه نقطه کوانتومی تحت تابش لیزر همدوس در نظرگرفته ایم .با اعمال یک میدان الکتریکی خارجی تونل زنی الکترونها کنترل می شود که یک ساختار چندترازی از حالت های اکسایتونی ایجاد می کند .در این ساختار پدیده ای مشابه با شفافیت القایی الکترومغناطیسی در اتمها توسط تونل زنی بین نقاط و در غیاب میدان تزویج کننده پرشدت اتفاق می افتد .این اثر به خاطر نقش مهم تونل زنی در پدیدار شدن پنجره شفافیت، شفافیت القایی تونل زنی نامیده میشود .مزیت این نوع از شفافیت القایی نسبت به مورد اتمی، علاوه بر خواص ویژه نیم رساناها و نقاط کوانتومی، عدم نیاز به میدان لیزری کوپل کننده پرشدت ثانویه است که این امر به مراتب از پیچیدگی های عملی برای تحقق تجربی این طرح در مدارات مجمتع فوتونیکی می کاهد .در این پایان نامه، بعضی از خواص نوری خطی و غیرخطی مولکول نقطه کوانتومی با در نظر گرفتن حالت های اکسایتونی کوپل شده توسط اثرات تونل زنی و نامیزانی بررسی شده است .برای این منظور از معادلات ماتریس چگالی جهت محاسبه پذیرفتاری سیستم استفاده کرده ایم .همچنین چند پایایی سیستم را برحسب پارامترهای مختلف نقاط کوانتومی بررسی کرده و سپس بدنبال مدل سازی سیستم کاواک فابری-پرو حاوی مجموعه ای از مولکولهای نقطه کوانتومی و استخراج معادله میدان میانگین توصیف کننده تحول زمانی و فضایی میدان داخل کاواک، حوزه های ناپایدری عرضی) ناپایداری مدولاسیونی (بطور عددی بدست آمدند .با شبیه سازی دینامیکی سیستم، جوابهای گسترده عرضی و جایگزیده در حضور ضریب کر بسیار بزرگ حاصل از اثرات تونل زنی مطالعه گردیده اند .تمرکز اصلی این پایان نامه روی تولید و انتشار امواج خودسر عرضی بعنوان یکی از اثرات توربولانس نوری قرار داده شده است .نشان داده ایم که رقابت بین دو غیرخطیت با علامت های مخالف مسبب پیدایش آشفتگی در طرحواره هاست بطوریکه وجود همزمان طرحواره هگزاگون و لانه زنبوری شرایط لازم و کافی برای فعال شدن امواج خودسر عرضی را فراهم میکند

Semiconductor quantum dots are a collection of thousands of atom whose electronic degrees of freedom are discretized due to the confinement of electrons and holes. In other words, electrons and holes in quantum dots, like in atoms, can only occupy discrete levels of energy. Of their remarkable properties is the possibility of direct quantum mechanical manipulation of electronic coupling through structure engineering and applied voltages. This makes them a proper candidate for electro-optical and photonic applications. Also the possibility of developing ensembles of quantum dots in arbitrary geometries has put forward interesting features of which is the formation of quantum dot molecules via tunneling between individual dots.Through the application of a pulse whose frequency is close to the transition frequency of the first quantum dot, an electron is excited from the ground level to the excited state and then tunnels to the next dot by adjusting the energy difference with the excited level of the next quantum dot. Oscillations occurring between neighboring dots in a molecule can be controlled by frequency mismatch and gate voltage.In this thesis, we have considered a molecule composed of three quantum dots under coherent illumination of laser light. By applying an external electric field, the tunneling between dots is controlled where a multi-level excitonic structure is developed. In such a scheme, atomic EIT like phenomenon takes place through tunneling between neighboring dots in absence of intense coupling laser beams. This is called tunneling induced transparence because of the pronounced effect of the tunneling in the establishment of transparency. The most important advantage besides everything that we know of semiconductors is the lack of need for additional coupling laser beams which reduces a lot the complexities in experimental situations.We study some linear and nonlinear optical properties of a triple quantum dot molecule in cavity in presence of tunneling induced transparency and detuning. We have made use of density matrix approach to calculate the susceptibility. Multi-stability of the system is also investigated via various parameters. After casting the mean-field model, spatio-temporal dynamics of the system is simulated once domains of transverse instabilities of the wave-vectors are obtained. Although we simulate and study the different spatio-temporal solutions, the focus of the current thesis is mainly on the optical turbulence and extreme events. We show that the competition between opposite nonlinearities is responsible for the formation of turbulent structures which provides enough elements for the generation of 2D rogue waves

خان محمدی،منیره

خردمند،رضا، استاد راهنما

اسلامی، منصور، استادراهنما

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی