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激光专业英语汇总
2011年技术物理学院08级(激光方向)专业英语翻译重点作者:
邵晨宇
Electromagnetic电磁的principle原则principal主要的macroscopic宏观的microscopic微观的differential微分vector矢量scalar标量permittivity介电常数photons光子oscillation振动densityofstates态密度dimensionality维数transversewave横波dipolemoment偶极矩diode二极管mono-chromatic单色temporal时间的spatial空间的velocity速度wavepacket波包beperpendicularto线垂直benomalto线面垂直isotropic各向同性的anistropic各向异性的vacuum真空assumption假设semiconductor半导体nonmagnetic非磁性的considerable大量的ultraviolet紫外的diamagnetic抗磁的paramagnetic顺磁的antiparamagnetic反铁磁的ferro-magnetic铁磁的negligible可忽略的conductivity电导率intrinsic本征的inequality不等式infrared红外的weaklydoped弱掺杂heavilydoped重掺杂asecondderivativeintime对时间二阶导数vanish消失tensor张量refractiveindex折射率crucial主要的quantummechanics量子力学transitionprobability跃迁几率delve研究infinite无限的relevant相关的thermodynamicequilibrium热力学平衡(动态热平衡)fermions费米子bosons波色子potentialbarrier势垒standingwave驻波travellingwave行波degeneracy简并converge收敛diverge发散phonons声子singularity奇点(奇异值)vectorpotential向量式partical-wavedualism波粒二象性homogeneous均匀的elliptic椭圆的reasonable公平的合理的reflector反射器characteristic特性prerequisite必要条件quadratic二次的predominantly最重要的gaussianbeams高斯光束azimuth方位角evolve推到spotsize光斑尺寸radiusofcurvature曲率半径convention管理hyperbole双曲线hyperboloid双曲面radii半径asymptote渐近线apex顶点rigorous精确地manifestation体现表明wavediffraction波衍射aperture孔径complexbeamradius复光束半径lenslikemedium类透镜介质beadjacentto与之相邻confocalbeam共焦光束aunitydeterminant单位行列式waveguide波导illustration说明induction归纳symmetric对称的steady-state稳态beconsistentwith与之一致solidcurves实线dashedcurves虚线beidenticalto相同eigenvalue本征值noteworthy关注的counteract抵消reinforce加强themodaldispersion模式色散thegroupvelocitydispersion群速度色散channel波段repetitionrate重复率overlap重叠intuition直觉materialdispersion材料色散informationcapacity信息量feedinto注入derivefrom由之产生semi-intuitive半直觉intermodemixing模式混合pulseduration脉宽mechanism原理dissipate损耗designateby命名为toalargeextent在很大程度上etalon标准具archetype圆形interferometer干涉计beattributedto归因于roundtrip一个往返infinitegeometricprogression无穷几何级数conservationofenergy能量守恒freespectralrange自由光谱区reflectioncoefficient(fractionoftheintensityreflected)反射系数transmissioncoefficient(fractionoftheintensitytransmitted)透射系数opticalresonator光学谐振腔unity归一opticalspectrumanalyzer光谱分析grequencyseparations频率间隔scanninginterferometer扫描干涉仪sweep移动replica复制品ambiguity不确定simultaneous同步的longitudinallasermode纵模denominator分母finesse精细度thelimitingresolution极限分辨率thewidthofatransmissionbandpass透射带宽collimatedbeam线性光束noncollimatedbeam非线性光束transientcondition瞬态情况sphericalmirror球面镜locus(loci)轨迹exponentialfactor指数因子radian弧度configuration不举intercept截断backandforth反复spaticalmode空间模式algebra代数inpractice在实际中symmetrical对称的asymmetricalconforalresonator对称共焦谐振腔criteria准则concentric同心的biperiodiclenssequence双周期透镜组序列stablesolution稳态解equivalentlens等效透镜verge边缘self-consistent自洽referenceplane参考平面off-axis离轴shadedarea阴影区cleararea空白区perturbation扰动evolution渐变decay减弱unimodualmatrix单位矩阵discrepancy相位差longitudinalmodeindex纵模指数resonance共振quantumelectronics量子电子学phenomenon现象exploit利用spontaneousemission自发辐射initial初始的thermodynamic热力学inphase同相位的populationinversion粒子数反转transparent透明的threshold阈值predominateover占主导地位的monochromaticity单色性spaticalandtemporalcoherence时空相干性byvirtueof利用directionality方向性superposition叠加pumprate泵浦速率shunt分流coronabreakdown电晕击穿audacity畅通无阻versatile用途广泛的photoelectriceffect光电效应quantumdetector量子探测器quantumefficiency量子效率vacuumphotodiode真空光电二极管photoelectricworkfunction光电功函数cathode阴极anode阳极formidable苛刻的恶光的irrespective无关的impinge撞击inturn依次capacitance电容photomultiplier光电信增管photoconductor光敏电阻junctionphotodiode结型光电二极管avalanchephotodiode雪崩二极管shotnoise散粒噪声thermalnoise热噪声
1.InthischapterweconsiderMaxwell’sequationsandwhattheyrevealaboutthepropagationoflightinvacuumandinmatter.Weintroducetheconceptofphotonsandpresenttheirdensityofstates.Sincethedensityofstatesisaratherimportantproperty,notonlyforphotons,weapproachthisquantityinarathergeneralway.Wewillusethedensityofstateslateralsoforother(quasi-)particlesincludingsystemsofreduceddimensionality.Inaddition,weintroducetheoccupationprobabilityofthesestatesforvariousgroupsofparticles.
在本章中,我们讨论麦克斯韦方程和他们显示的有关光在真空中传播的问题。
我们介绍了光子的概念以及光子态密度。
由于态密度是很重要的属性,不单对光子而言,我们会经常用到态密度。
我们将在之后用态密度描述其他(准)粒子包括降维系统。
此外,我们介绍各种粒子态的占有率。
1.NowwetreatMaxwell’sequationsinmatter.Doingsowehaveinprincipletousetheequationsintheirgeneralfromtheequation(1.1).Howeverwewillstillmakesomeassumptionswhicharereasonableforsemiconductors:
weassumethattherearenomacroscopicfreespacechargesandthatwehaveanonmagneticmaterial.Actually,allmatterhassomediamagnetism.Butthisisarathersmalleffectoftheorderof10-6 soitcanbeneglectedforourpurposes.Paramagneticandespeciallyferromagneticcontributionscanbesignificantlylargerforlowfrequencies.However,eventhesecontributionsdiminishrapidlyforhigherfrequencies.Consequentlytheassumptionofanonmagneticmaterialisagoodapproximationinthevisiblerangeoftheelectromagneticspectrumevenforferromagneticmaterials.Furthermore,themorecommonsemiconductorsarenotferro-,ferri-orantiferromagneticandhaveonlyasmallconcentrationofparamagneticcentreswithnegligibleinfluenceontheopticalproperties.Theonlyexceptionsaresemiconductorswhichcontainaconsiderableamountofe.g.,MnorFeionsasdoesZn1-yMnySe.
现在我们讨论麦克斯韦方程组问题。
这样我们原则上可以使用方程的一般形式如方程(1,1)但是我们仍要对半导体进行一些合理的假设:
我们假设没有宏观自由空间电荷而且是非磁性物质。
其实所有的物质具有一定的抗磁性。
但是对于10-6的数量级来说这个影响很小可以忽略不计。
顺磁性特别是铁磁性对低频的贡献特别大。
然而这些贡献会在高频率时迅速减弱。
所以假设为非磁性材质在电磁频谱的可见光波段范围内对铁磁性物质具有良好的近似。
此外比较常见的半导体不是铁,含铁或反铁磁性物质,而且具有一个小的集中顺磁性中心和稳定的光学性质。
唯一例外的是半导体含有相当数量的如锰或铁离子比如Zn1-yMnySe。
1.Forintrinsicorweaklydopedsemiconductors,thecarrierdensityissmallandconsequentlyσisaswell.Thenthefollowinginequalityholds.
对于本征半导体或者弱掺杂半导体而言,载流子密度小因此σ也小,那么下面的不等式成立。
1.Thislinearrelationisthereasonwhyeverythingthatistreatedinthefollowingiscalledlinearoptics.Alinearrelationiswhatoneusuallyassumesbetweentwophysicalquantitiesaslongasonedoesnothavemorepreciseinformation.Inprinciplewecanalsoconsider(1.26a)asanexpansionofP(E)inapowerseriesinEwhichistruncatedafterthelinearterm,Thequantitiesεandχarecalledthedielectricfunctionandthesusceptiility,respectively.Theycanbeconsideredaslinearresponsefunctions.
这种线性关系就是为什么下面所有都被归为线性光学的原因。
线性关系是人们通常在没有更精确信息时假定两个物理量之间的关系。
原则上我们也可以将(1.26a)即P(E)对于E的幂级数展开式看做截止后线性项,ε和χ的数量分别被称为介电函数和磁化率。
它们可以被看作是线性响应函数。
1.ThelongitudinalwaveswhichwefoundinmatterarenotelectromagneticwavesbutpurepolarizationwaveswithEandPopposedtoeachotherwithvanishingD,BandH.Untilnowwewereconsideringthepropertiesoflightinthebulkofamedium.Theboundaryofthismediumwillneedsomeextraconsideratione.g.,theinterfacebetweenvacuum(air)andasemiconductor.Thisinterfaceiscrucialforreflectionoflight.Hereweonlywanttostatethattheboundaryconditionsallowasurfacemode,thatis,awavewhichpropagatesalongtheinterfaceandhadfieldamplitudeswhichdecayexponentiallyonbothsides.
我们在物质中发现纵波不是电磁波而是与E和P的纯偏振波与其他相反的消失的D,B,H。
到目前为止,我们正在考虑多数媒介的光特性。
这种介质边界需要一些额外的考虑,比如真空(空气)和半导体之间的接口。
这个接口对光的反射至关重要。
在这里我们指出边界条件只允许一种表面模式,即波沿界面传播并且双方场振幅指数衰减。
1.Aquantitywhichiscruialinquantummechanicsforthepropertiesofparticlesistheirdensityofstates.Itenters,e.g.,inFermi’sfolenrulewhichallowsonetocalculateprobabilities.Wewanttodiscussthisprobleminageneralwayforsystemsofdifferentdimensionalitiesd=3,2and1.Weshallneedtheseresultslateronforlow-dimensionalsemiconductorstructures.Thediscussionofthedensityofstates,especiallyinvariousdimensions,isnotsocommonlytreatedastheharmonicoscillator,andsoweshallspendsometimeonthisproblemanddelvemoreintodetails.Attheendofthissectionweshallalsostatetheoccupationprobabilityinthermodynamicequilibriumforclassicalparticles,forfermionsandbosons.
态密度是量子力学中对粒子特性来说很关键的一个量。
比如可以用费米黄金法则计算概率。
我们将在不同维度系统d=3.2.1中讨论这个问题。
我们需要这些结果为了之后的低维半导体结构。
对于态密度的讨论,特别是各个方面的,我们不能笼统的当成谐振子对待,所以我们在这个问题上需要花更多的时间并且钻研更多的细节。
在本部分结束时,我们要陈述经典粒子如费米子和波色子在热力学平衡状态时的占有率。
1.Ifweassumethatwehaveaninfinitelyhighpotentialbarrieraroundthebox,thenthewavefunctionmusthavenodesatthewalls(Fig.1.3a).
如果假设有一个无限高势垒围绕的区域,那么波函数必须在壁有节点(图1.3a)。
1.Anotherapproachistoimposeperiodicboundaryconditions.ThentheplanewaveshouldhaveequalamplitudeandslopeonoppositesidesofthecubeaccordingtoFigure.1.3b.
另一种做法是外加周期性边界条件。
如图1.3b所示平面波在腔体的边界上会有相同的振幅和斜率。
1.Incontrasttothecaseofstandingwaves,wenowhavetoconsiderpositiveandnegativevaluesofni separately.Thisprocedureresultsfinallyinthesamedensityofsates.AsaconsequencewefindthatplanewaveshaveinCartesiancoordinatesink-spaceaconstanedensityonallaxes.Oftenonewantstoknowthenumberofstatesinashellbetweenkandk+dkindependentofthedirectionofk.Thisquestioncanbeansweredbyintroducingpolarcoordinatesk-space.ThedifferentialvolumedVkofashellofthicknessdkinad-demensionalk-spaceisgivenby(1.72).Dependingontheboundaryconditionwehavetotakeintoaccountonlypositive(1.67),orpositiveandnegative(1.70),valuesofkorni.ThenumberD(k)ofstatesink-spacefoundbetweenkandk+dkinpolarcoordinatesisgivenbydividingdVkbythevolumeforeachstateandbymultiplyingbygs.Thequantitugconsidersdegeneraciessuchasthespindegeneracy.Forphotonswehaveg=2accordingtotheσ+andσ-polarizations(seeabove).
在对照驻波时,我们必须分别考虑ni的正负值。
这个步骤的结果最终会是相同的态密度。
其结果我们发现平面波在k-空间直角坐标系所有轴上具有恒定的密度。
我们经常需要知道的是在k方向上k到k+dk壳内的状态数目。
这个问题可以通过引入k-空间极坐标来解决。
在d维K-空间中壳为微分量dVk和dk的关系由(1.72)可知。
根据不同的边界条件我们求k值或者ni值只考虑正值(1.67)或正负值(1.70)。
k-空间中极坐标下k到k+dk之间的状态数D(K)等于每个状态值除以dVk乘以gs。
gs量为简并度如自旋简并度。
对于光子而言根据σ+偏振和σ-偏振有g=2(见上文)。
10.Wewanttostresshereth
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