Abstract

It was shown recently that driving an optically excited quantum well with a terahertz (THz) frequency electric field can lead to higher-harmonic generation in the THz regime: the THz analog of the dynamic Franz–Keldysh effect. We propose a new double-pulse excitation method that not only increases the efficiency of the harmonic generation but is also able to control somewhat the dominant upshifted harmonic of the THz radiation by means of selective excitation of spatially chosen electron–hole relative motion wave packets.

© 1999 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. D. S. Citrin, Opt. Exp. 4, 376 (1997), www.osa.org A. M. Weiner, J. Opt. Soc. Am. B 8, 2480 (1994).
    [CrossRef]
  3. P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
    [CrossRef]
  4. W. Franz, Z. Naturforsch. A 13, 484 (1958)L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 34, 788 (1958).
  5. See, for example, A. W. Ghosh, A. L. Kuznetsov, and J. W. Wilkins, Phys. Rev. Lett. 79, 3494 (1997).
    [CrossRef]
  6. A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1997).
  7. K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
    [CrossRef]
  8. S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999)Opt. Photon. News10(2), Engineering & Laboratory Notes.
    [CrossRef]
  9. M. Protopapus, D. G. Lappas, and P. L. Knight, Phys. Rev. Lett. 79, 4550 (1997)G. G. Paulus, H. Walther, A. Lohr, W. Becker, and M. Kleber, Phys. Rev. Lett. 80, 484 (1998).
    [CrossRef]
  10. J. L. Krause, K. J. Schafer, M. Ben-Nun, and K. R. Wilson, Phys. Rev. Lett. 79, 4978 (1998).
    [CrossRef]
  11. P. Moreno, L. Plaja, and L. Roso, J. Opt. Soc. Am. B 12, 430 (1996).
    [CrossRef]
  12. See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. R. Zimmermann, in Spectroscopy and Dynamics of Collective Excitations in Solids, B. Di Bartoli, ed. (Plenum, New York, 1997), p. 123.
    [CrossRef]

1999

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999)Opt. Photon. News10(2), Engineering & Laboratory Notes.
[CrossRef]

1998

J. L. Krause, K. J. Schafer, M. Ben-Nun, and K. R. Wilson, Phys. Rev. Lett. 79, 4978 (1998).
[CrossRef]

1997

M. Protopapus, D. G. Lappas, and P. L. Knight, Phys. Rev. Lett. 79, 4550 (1997)G. G. Paulus, H. Walther, A. Lohr, W. Becker, and M. Kleber, Phys. Rev. Lett. 80, 484 (1998).
[CrossRef]

D. S. Citrin, Opt. Exp. 4, 376 (1997), www.osa.org A. M. Weiner, J. Opt. Soc. Am. B 8, 2480 (1994).
[CrossRef]

See, for example, A. W. Ghosh, A. L. Kuznetsov, and J. W. Wilkins, Phys. Rev. Lett. 79, 3494 (1997).
[CrossRef]

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1997).

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

1996

P. Moreno, L. Plaja, and L. Roso, J. Opt. Soc. Am. B 12, 430 (1996).
[CrossRef]

1994

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

1993

P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
[CrossRef]

1992

S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

1958

W. Franz, Z. Naturforsch. A 13, 484 (1958)L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 34, 788 (1958).

Akiyama, H.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Allen, S. J.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Ben-Nun, M.

J. L. Krause, K. J. Schafer, M. Ben-Nun, and K. R. Wilson, Phys. Rev. Lett. 79, 4978 (1998).
[CrossRef]

Birnir, B.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Brener, I.

P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
[CrossRef]

Chuang, S. L.

P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
[CrossRef]

S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Citrin, D. S.

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999)Opt. Photon. News10(2), Engineering & Laboratory Notes.
[CrossRef]

D. S. Citrin, Opt. Exp. 4, 376 (1997), www.osa.org A. M. Weiner, J. Opt. Soc. Am. B 8, 2480 (1994).
[CrossRef]

Franz, W.

W. Franz, Z. Naturforsch. A 13, 484 (1958)L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 34, 788 (1958).

Ghosh, A. W.

See, for example, A. W. Ghosh, A. L. Kuznetsov, and J. W. Wilkins, Phys. Rev. Lett. 79, 3494 (1997).
[CrossRef]

Greene, B. I.

S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Hughes, S.

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999)Opt. Photon. News10(2), Engineering & Laboratory Notes.
[CrossRef]

Jauho, A. P.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1997).

Johnsen, K.

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1997).

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Knight, P. L.

M. Protopapus, D. G. Lappas, and P. L. Knight, Phys. Rev. Lett. 79, 4550 (1997)G. G. Paulus, H. Walther, A. Lohr, W. Becker, and M. Kleber, Phys. Rev. Lett. 80, 484 (1998).
[CrossRef]

Koch, S. W.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Kono, J.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Krause, J. L.

J. L. Krause, K. J. Schafer, M. Ben-Nun, and K. R. Wilson, Phys. Rev. Lett. 79, 4978 (1998).
[CrossRef]

Kuznetsov, A. L.

See, for example, A. W. Ghosh, A. L. Kuznetsov, and J. W. Wilkins, Phys. Rev. Lett. 79, 3494 (1997).
[CrossRef]

Lappas, D. G.

M. Protopapus, D. G. Lappas, and P. L. Knight, Phys. Rev. Lett. 79, 4550 (1997)G. G. Paulus, H. Walther, A. Lohr, W. Becker, and M. Kleber, Phys. Rev. Lett. 80, 484 (1998).
[CrossRef]

Levi, A. F. J.

S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Luo, M. S. C.

P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
[CrossRef]

Meier, T.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Moreno, P.

P. Moreno, L. Plaja, and L. Roso, J. Opt. Soc. Am. B 12, 430 (1996).
[CrossRef]

Noda, T.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Nordstrom, K. B.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Nuss, M. C.

P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
[CrossRef]

Plaja, L.

P. Moreno, L. Plaja, and L. Roso, J. Opt. Soc. Am. B 12, 430 (1996).
[CrossRef]

Planken, P. C. M.

P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
[CrossRef]

Protopapus, M.

M. Protopapus, D. G. Lappas, and P. L. Knight, Phys. Rev. Lett. 79, 4550 (1997)G. G. Paulus, H. Walther, A. Lohr, W. Becker, and M. Kleber, Phys. Rev. Lett. 80, 484 (1998).
[CrossRef]

Roso, L.

P. Moreno, L. Plaja, and L. Roso, J. Opt. Soc. Am. B 12, 430 (1996).
[CrossRef]

Saeta, P. N.

S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Sakaki, H.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Schafer, K. J.

J. L. Krause, K. J. Schafer, M. Ben-Nun, and K. R. Wilson, Phys. Rev. Lett. 79, 4978 (1998).
[CrossRef]

Schmitt-Rink, S.

S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Thomas, P.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

von Plessen, G.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Wilkins, J. W.

See, for example, A. W. Ghosh, A. L. Kuznetsov, and J. W. Wilkins, Phys. Rev. Lett. 79, 3494 (1997).
[CrossRef]

Wilson, K. R.

J. L. Krause, K. J. Schafer, M. Ben-Nun, and K. R. Wilson, Phys. Rev. Lett. 79, 4978 (1998).
[CrossRef]

Zimmermann, R.

R. Zimmermann, in Spectroscopy and Dynamics of Collective Excitations in Solids, B. Di Bartoli, ed. (Plenum, New York, 1997), p. 123.
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

P. Moreno, L. Plaja, and L. Roso, J. Opt. Soc. Am. B 12, 430 (1996).
[CrossRef]

Opt. Exp.

D. S. Citrin, Opt. Exp. 4, 376 (1997), www.osa.org A. M. Weiner, J. Opt. Soc. Am. B 8, 2480 (1994).
[CrossRef]

Phys. Rev. B

P. C. M. Planken, I. Brener, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, and S. L. Chuang, Phys. Rev. B 48, 4903 (1993).
[CrossRef]

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999)Opt. Photon. News10(2), Engineering & Laboratory Notes.
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

M. Protopapus, D. G. Lappas, and P. L. Knight, Phys. Rev. Lett. 79, 4550 (1997)G. G. Paulus, H. Walther, A. Lohr, W. Becker, and M. Kleber, Phys. Rev. Lett. 80, 484 (1998).
[CrossRef]

J. L. Krause, K. J. Schafer, M. Ben-Nun, and K. R. Wilson, Phys. Rev. Lett. 79, 4978 (1998).
[CrossRef]

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

See, for example, A. W. Ghosh, A. L. Kuznetsov, and J. W. Wilkins, Phys. Rev. Lett. 79, 3494 (1997).
[CrossRef]

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1997).

S. L. Chuang, S. Schmitt-Rink, B. I. Greene, P. N. Saeta, and A. F. J. Levi, Phys. Rev. Lett. 68, 102 (1992)P. C. M. Planken, M. C. Nuss, I. Brener, K. W. Goossen, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, and L. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 69, 3800 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Status Solidi B

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
[CrossRef]

Z. Naturforsch. A

W. Franz, Z. Naturforsch. A 13, 484 (1958)L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 34, 788 (1958).

Other

R. Zimmermann, in Spectroscopy and Dynamics of Collective Excitations in Solids, B. Di Bartoli, ed. (Plenum, New York, 1997), p. 123.
[CrossRef]

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

Magnitude of the emitted THz spectrum corresponding to single-pulse and two-pulse excitation. Inset, temporal behavior of the emitted THz field for single-pulse (solid curve) and two-pulse (dashed curve) excitation.

Fig. 2
Fig. 2

e-h WP at two snapshots in time for both single-pulse and two-pulse excitation: (a), (b) single pulse; (c), (d) two-pulse. Note that the WP’s are at slightly different times because of the nature of our Fourier-transform calculations for the different pulse durations. The WP’s are normalized by a factor of 103.

Equations (1)

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

t+FTHzt·kPk=-iΔkPk+iΩk+Pkt|c.c.,

Metrics