Optical PropertiesofCondensed Matters.ppt

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1、OpticalProperties of CondensedMatters祝世宁引言:光学过程的分类,光学系数,复折射率与复介电常数,光学材料(绝缘晶体,半导体,玻璃,金属,高分子材料等),凝聚态物质光学性质的特征(对称性,电子能带,晶格振动,态密度,局域态和集体激发等),微观模型光在凝聚态物质中传播的经典理论:光在稠密光学介质中的传播,偶极振子模型,色散理论,光学各向异性:双折射带间吸收:带间跃迁,直接跃迁的跃迁几率,直接带隙半导体的带边吸收,间接带隙半导体的带边吸收,带边以上的带间吸收,吸收谱的测量,光探测材料与器件激子:激子的

2、概念,自由激子,外场中的自由激子,高密度的自由激子,弗仑克尔激子发光:固体中光的发射,带间发光,光致发光,电致发光量子阱与量子点:量子限制结构,半导体量子阱的结构与制备,电子能级,光的吸收与激发,量子限制斯塔克效应,光发射,量子阱子的带间跃迁,Bloch振子,量子点自由电子:Plasma反射率,自由载流子电导,金属,掺杂半导体,Plasmon高分子材料:高分子材料简介,共轭分子的电子态,高分子光谱,芳烃共轭聚合物,有机光电子学发光中心:电子—声子相互作用,色心,离子晶体中的顺磁杂质,固体激光器与放大器,发光材料声子:红外活性声子,极

3、性晶体红外反射与吸收,极化激元,极化子,非弹性光散射,声子寿命非线性光学:非线性极化率张量,光学非线性的物理起源,二阶非线性效应,三阶非线性效应光子晶体和光学微腔:光子能带,光子晶体的构成,光学微腔,腔量子电动力学简介Chapter1Introduction1.1ClassificationofopticalprocessesReflectionPropagationTransmissionOpticalmediumOpticalmediumrefractiveindexn()=c/v()Snell’slawabsorption

4、~resonanceluminescence~spontaneousemissionelasticandInelasticscatteringnonlinear-opticsPropagation1.2OpticalcoefficientsCoefficientofreflectionorreflectivity(R):R=reflectedpower/incidentpowerTransmissionortransmissivity(T):T=transmittedpower/incidentpowerR+T=1Refractiv

5、eindex(n):Absorptioncoefficient()=-dI*dz/I(z);Beer’slaw:isstrongfunctionoffrequencyLuminescenceTheatomjumpstoanexcitedstatebyabsorptionofaPhoton,thenrelaxestoanintermediatestate,beforere-emittingaphotonbyspontaneousemissionasitfallsTothegroundstate.Thephotonemittedh

6、asasmallerenergythantheabsorbedphoton.ThereductioninthePhotonenergyiscalledtheStokesshift.ScatteringVariationofnofthemediumonalengthscalesmallerthantheofthelightN:thenumberofscatteringcentres/V;S:scatteringcross-section;=NSRayleighscattering:1.3Thecomplexrefractive

7、indexanddielectricconstantComplexrefractiveindex:extinctioncoefficientWhereComplexdielectricconstantTherelationshipbetweentherealandimaginarypartsoftwocoefficients:Forweaklyabsorbingmedium,isverysmall,Thereflectivity(normalincidence):Inthetransparentregionofmaterial:

8、isverysmall,and2arenegligible,onemayconsideronlytherealpartsofnand;Intheabsorptionregion,oneneedtoknowboththereala

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