Abstract

Self-defocusing and nonlinear absorption resulting from two-photon-excited free charge carriers were observed in polycrystalline ZnSe at the low power density of ~ 30 MW/cm2 by use of the Z-scan technique with nanosecond laser pulses. The total carrier absorption cross section and the variation of refractive index per unit of photoexcited carrier density were estimated to be 0.80 ± 0.10 × 10−18 cm2 and 0.60 ± 0.15 × 10−21 cm3, respectively.

© 1994 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. Sheik-Bahae, A. A. Said, E. W. Van Stryland, Opt. Lett. 14, 955 (1989).
    [Crossref] [PubMed]
  2. M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
    [Crossref]
  3. M. Sheik-Bahae, D. C. Hutchings, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1296 (1991).
    [Crossref]
  4. A. A. Said, M. Sheik-Bahae, D. J. Hagen, T. H. Wei, J. Wang, J. Young, E. W. Van Stryland, J. Opt. Soc. Am. B 9, 405 (1992).
    [Crossref]
  5. E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).
  6. J. H. Bechtel, W. L. Smith, Phys. Rev. B 13, 3515 (1976).
    [Crossref]
  7. W. Ji, J. R. Milward, A. K. Kar, B. S. Wherrett, C. R. Pidgeon, J. Opt. Soc. Am. B 7, 868 (1990).
    [Crossref]
  8. J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
    [Crossref]
  9. A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, Sov. Phys. JETP 43, 940 (1976).
  10. A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

1992 (1)

1991 (2)

M. Sheik-Bahae, D. C. Hutchings, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1296 (1991).
[Crossref]

J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
[Crossref]

1990 (2)

W. Ji, J. R. Milward, A. K. Kar, B. S. Wherrett, C. R. Pidgeon, J. Opt. Soc. Am. B 7, 868 (1990).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[Crossref]

1989 (1)

1985 (1)

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

1978 (1)

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

1976 (2)

J. H. Bechtel, W. L. Smith, Phys. Rev. B 13, 3515 (1976).
[Crossref]

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, Sov. Phys. JETP 43, 940 (1976).

Bechtel, J. H.

J. H. Bechtel, W. L. Smith, Phys. Rev. B 13, 3515 (1976).
[Crossref]

Boggess, T. F.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Borshch, A. A.

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, Sov. Phys. JETP 43, 940 (1976).

Brodin, M. S.

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, Sov. Phys. JETP 43, 940 (1976).

Chernyi, V. V.

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

Guha, S.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Hagan, D. J.

M. Sheik-Bahae, D. C. Hutchings, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1296 (1991).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[Crossref]

Hagen, D. J.

Hutchings, D. C.

M. Sheik-Bahae, D. C. Hutchings, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1296 (1991).
[Crossref]

Ji, W.

J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
[Crossref]

W. Ji, J. R. Milward, A. K. Kar, B. S. Wherrett, C. R. Pidgeon, J. Opt. Soc. Am. B 7, 868 (1990).
[Crossref]

Kar, A. K.

J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
[Crossref]

W. Ji, J. R. Milward, A. K. Kar, B. S. Wherrett, C. R. Pidgeon, J. Opt. Soc. Am. B 7, 868 (1990).
[Crossref]

Krupa, N. N.

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, Sov. Phys. JETP 43, 940 (1976).

Lukomskii, V. P.

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

Milward, J. R.

J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
[Crossref]

W. Ji, J. R. Milward, A. K. Kar, B. S. Wherrett, C. R. Pidgeon, J. Opt. Soc. Am. B 7, 868 (1990).
[Crossref]

Petropavloskii, A. I.

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

Pidgeon, C. R.

J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
[Crossref]

W. Ji, J. R. Milward, A. K. Kar, B. S. Wherrett, C. R. Pidgeon, J. Opt. Soc. Am. B 7, 868 (1990).
[Crossref]

Pisarenko, V. G.

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

Said, A. A.

Sheik-Bahae, M.

A. A. Said, M. Sheik-Bahae, D. J. Hagen, T. H. Wei, J. Wang, J. Young, E. W. Van Stryland, J. Opt. Soc. Am. B 9, 405 (1992).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, D. C. Hutchings, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1296 (1991).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, E. W. Van Stryland, Opt. Lett. 14, 955 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Smirl, A. L.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Smith, W. L.

J. H. Bechtel, W. L. Smith, Phys. Rev. B 13, 3515 (1976).
[Crossref]

Soileau, M. J.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Van Stryland, E. W.

A. A. Said, M. Sheik-Bahae, D. J. Hagen, T. H. Wei, J. Wang, J. Young, E. W. Van Stryland, J. Opt. Soc. Am. B 9, 405 (1992).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, D. C. Hutchings, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1296 (1991).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, E. W. Van Stryland, Opt. Lett. 14, 955 (1989).
[Crossref] [PubMed]

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Vanherzeele, H.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Wang, J.

Wei, T. H.

A. A. Said, M. Sheik-Bahae, D. J. Hagen, T. H. Wei, J. Wang, J. Young, E. W. Van Stryland, J. Opt. Soc. Am. B 9, 405 (1992).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[Crossref]

Wherrett, B. S.

J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
[Crossref]

W. Ji, J. R. Milward, A. K. Kar, B. S. Wherrett, C. R. Pidgeon, J. Opt. Soc. Am. B 7, 868 (1990).
[Crossref]

Woodall, M. A.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Young, J.

IEEE J. Quantum Electron. (2)

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[Crossref]

M. Sheik-Bahae, D. C. Hutchings, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1296 (1991).
[Crossref]

J. Appl. Phys. (1)

J. R. Milward, W. Ji, A. K. Kar, C. R. Pidgeon, B. S. Wherrett, J. Appl. Phys. 69, 2708 (1991).
[Crossref]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Opt. Eng. (1)

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileau, A. L. Smirl, S. Guha, T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. B (1)

J. H. Bechtel, W. L. Smith, Phys. Rev. B 13, 3515 (1976).
[Crossref]

Sov. Phys. JETP (2)

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, Sov. Phys. JETP 43, 940 (1976).

A. A. Borshch, M. S. Brodin, N. N. Krupa, V. P. Lukomskii, V. G. Pisarenko, A. I. Petropavloskii, V. V. Chernyi, Sov. Phys. JETP 48, 41 (1978).

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

Normalized open-aperture Z-scan data of a 2.7-mm ZnSe sample measured with 25-ns laser pulses and λ = 532 nm at I0 = 35 MW/cm2. The solid curve is the theoretical fit with αab = 0.80 × 10−18 cm2.

Fig. 2
Fig. 2

Normalized 50%-aperture Z-scan data at (a) I0 = 25 MW/cm2 and (b) I0 = 30 MW/cm2. The solid curves in (a) and (b) are the theoretical fits with σr = 0.60 × 10−21 and 0.75 × 10−21 cm3, respectively.

Equations (10)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

d Δ ϕ / d z = k ( γ I + σ r N ) ,
d I / d z = - ( α 0 + β I + σ ab N ) I ,
d N / d t = β I 2 / 2 ω - N / τ ,
I ( 1 ) ( r , z , t , z ) = I 0 exp ( - α 0 z ) / ( 1 + β I 0 L eff ) ,
N ( 1 ) ( r , z , t , z ) = β exp ( - t / τ ) { - t exp ( t / τ ) [ I ( 1 ) ] 2 d t } / 2 ω ,
Δ ϕ ( r , z , t ) = k γ log [ 1 + q ( r , z , t ) ] / β + k σ r - t d t F ( t ) / 2 ω β ,
F ( t ) = α 0 log [ 1 + q ( r , z , t ) ] - q ( r , z , t ) × { 1 - exp ( - α 0 L ) / [ 1 + q ( r , z , t ) ] } / L eff .
d I ( 2 ) / d Z = - [ α 0 + β I ( 1 ) + σ ab N ( 1 ) ] I ( 2 ) ,
I ( 2 ) ( r , z , t , L ) = I ( 1 ) ( r , z , t , L ) exp [ - σ ab 0 L N ( 1 ) d z ]
T ( z ) = 4 0 r d r - d t I ( 1 ) ( r , z , t , L ) × exp ( 1 + z 2 / z 0 2 ) / ( Π I 0 t 0 ω 0 ) ,

Metrics