(10 семестр, 32 часа, экзамен)
Природа оптической нелинейности. Классические и сильные, резонансные динамические нелинейности. Эффекты, связанные с квадратичной и кубической поляризуемостью. Модель ангармонического осциллятора. Нелинейные восприимчивости полупроводников. Распространение световой волны в нелинейной среде. Нелинейное волновое уравнение. Нелинейные параметрические взаимодействия.
Генерация второй гармоники лазерного излучения в полупроводнике. Длина когерентности. Согласование фаз при генерации второй гармоники. Волновой синхронизм в анизотропных средах. Тензор нелинейной восприимчивости. Параметрическое усиление. Полупроводниковый параметрический генератор. Четырехволновые взаимодействия. Самофокусировка.
Сильные динамические нелинейности в объемных полупроводниках. Динамический эффект Бурштейна-Мосса. Перенормировка ширины запрещенной зоны при большой концентрации неравновесных носителей. Экситонные нелинейности (экранирование, эффект заполнения фазового пространства). Нелинейные системы с обратной связью. Оптическая бистабильность и мультистабильность. Оптическая ячейка памяти. Оптический транзистор.
Сильные нелинейности в полупроводниках пониженной размерности - двумерных (квантовых ямах, множественных квантовых ямах, сверхрешетках), одномерных (квантовых нитях) и нульмерных (квантовых точках). Нелинейное поглощение экситонов в квазидвумерном полупроводнике. Эффект Штарка экситонов в квазидвумерной полупроводниковой структуре. Электрооптический переключатель (SEED - Self-electro-optic-effect device).
Лазерная спектроскопия полупроводников и полупроводниковых структур пониженной размерности. Стационарная и нестационарная лазерная спектроскопия. Лазеры с пикосекундной и фемтосекундной длительностью импульсов генерации. Синхронизация мод. Методы измерения характеристик быстропротекающих процессов. Электронно-оптическое развертывающее устройство (фотоэлектронный регистратор). Нелинейные оптические методы измерения длительности ультракоротких импульсов. Измерение кросскореляционных функций интенсивности. Оптоэлектронный затвор Аустона. Четырехволновые взаимодействия и нелинейная спектроскопия. Активная спектроскопия. Оптическая спектроскопия со сверхвысоким временным разрешением. Оптическое наведение дифракционных решеток как метод спектроскопии полупроводников.