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非线性光学是激光出现后发展起来的一门崭新的学科。经过短短几十年的研究,非线性光学在新效应的发现及新型非线性材料的探索方面都已经取得了巨大的发展。随着研究的深入,非线性光学已经在许多交叉学科领域也得到了广泛的应用。 最近这些年,光通讯技术对经济和社会的发展发挥着越来越重要的作用。为了满足高度信息化社会对信息高速传输、处理和运行的要求,开发性能优良的新型非线性光学材料成为一个重要的课题。而大量理论和实验研究表明人工合成的低维半导体材料是满足人们要求的理想非线性光学材料之一。因为低维半导体材料量子尺寸效应影响体系中的非线性光学参量,出现新的特性,并且材料的响应速度较快。因此,研究人工合成的低维半导体材料的非线性光学特性具有重要的现实意义。 本论文是基于微观非局域光学响应理论,详细研究了AlGaAs/GaAs耦合量子阱中线性子带间光学吸收特性。讨论了耦合量子阱的结构参数和外加电场对光学吸收和能量偏移的影响。也指出了在低维半导体材料中,电子对光场的非局域特性是不能忽略的。 本文共分五章,主要内容如下: 第一章,总结了近几年国内外对低维半导体材料的研究现状,介绍了低维半导体材料中局域与非局域光学响应理论。 第二章,利用格林函数方法,利用电子与光电场的非局域关系,给出了半导体量子阱中的基频局域场。根据量子理论中的密度矩阵方法和迭代法,理论推导出了两能级量子阱中非局域线性极化率的表达式。 第三章,以第二章为基础研究了无外加电场情况下AlGaAs/GaAs耦合量子阱中的光学吸收谱特性,具体分析了电子对光学响应的空间非局域性可以导致光谱线有能量偏移;空间非局域性与耦合量子阱系统的势阱之间的耦合效应密切相关;量子阱中光吸收谱特性与耦合量子阱结构参数密切相关,最大能量偏移和较小光吸收可以通过优化耦合量子阱的结构参数得到。 第四章,研究了施加外加电场情况下,AlGaAs/GaAs耦合量子阱中的光学吸收谱特性,详细讨论了外加电场和耦合量子阱结构参数对光吸收和吸收峰能量偏移的影响。 第五章,总结本论文研究的主要内容,概括了研究所得到的重要结果。