Theorie der nichtstationären Anregung von Exziton‐Polaritonen durch Zweiphotonenabsorption

Abstract Es wird eine Theorie der nichtstationären Zweiphotonenabsorption, die durch einen ultrakurzen Laserimpuls mit der Dauer T L ≲ Γ T −1 (Γ T Exzitonenniveau‐Linienbreite) und einem inkohärenten Teststrahl angeregt wird, für nichtlineare Piezokristalle mit einem isolierten dipolaktiven Exzitonenniveau entwickelt. Die „mechanische” Response der Exzitonen sowie die unterschiedlichen Gruppengeschwindigkeiten von Polaritonen‐, Pump‐ und Testfeldern werden bei der Berechnung der nichtstationären Polaritonen‐ und Testfeldstrahlungsflußdichten berücksichtigt, die räumliche Dispersion der mechanischen Exzitonenbewegung jedoch wird vernachlässigt. Am Beispiel des Rechteckimpulses für das Pumpfeld werden die allgemeinen nichtstationären analytischen Lösungen für die Fälle gleicher und verschiedener Pump‐ und Testfeld‐Gruppengeschwindigkeiten diskutiert. An Hand der Energie‐ und Quasiimpulserhaltungssätze und mit den Dispersionsbeziehungen werden für einachsige Kristalle die verschiedenen möglichen Zweiphotonenabsorptionsvarianten veranschaulicht.