極端非縮退二光子吸収を利用したワイドバンドギャップ半導体における高感度中赤外検出

現代のフォトニクス用途向けに強い高速非線形性を識別する取り組みが、現在進められている。材料やデバイスは、ますます大きな非線形相互作用を実現するよう、一般的に求められている。我々は、極端非縮退光子対を用いた固有共鳴による二光子吸収の大幅な増強を報告する。我々は、直接バンドギャップ半導体における縮退二光子吸収の100～1,000倍の二光子吸収増強を実験的に実証している。これにより、室温で大きなバンドギャップの検出器を用いたサブバンドギャップおよび100 pJ未満の中赤外放射のゲート検出が可能になる。検出特性は、液体窒素冷却HgCdTe (MCT)検出器に性能面で匹敵する。この二光子吸収によるゲート検出の時間分解能は、ゲーティングパルスの持続時間によって決まる。