Band Edge Absorption Saturation Dynamics of Semiconductors

Temporal evolution of the transmission coefficient and of the output light intensity during the laser pulse is investigated for CdSe single crystals. The nonlinear bleaching observed in the Urbach region of the absorption spectrum at room temperature has a threshold character. With the increase of the laser pulse energy exceeding the threshold value ℰ1, the transmission coefficient at first experiences a strong rise and then reaches a saturation. A phenomenological model describing the observed features is proposed assuming an abrupt dependence of the absorption coefficient on the photoexcitation density. The sequence of dynamical relationships between the transmission and the pump level is quantitatively analysed. From experimental data the threshold specific energy and the specific energy required for the bleaching of a 100 μm sample are deduced. They are equal to 2.2 × 10−11 and 1.9 × 10−10 J/μm2, respectively. Für CdSe‐Einkristalle wird die zeitliche Entwicklung des Transmissionskoeffizienten und der Ausgangslichtintensität während des Laserimpulses untersucht. Das nichtlineare Bleichen, das in dem Urbachbereich des Absorptionsspektrums bei Zimmertemperatur beobachtet wird, hat Schwellencharakter. Mit steigender Laserimpulsenergie, die den Schwellenwert ℰ1 überschreitet, zeigt der Transmissionskoeffizient zuerst einen starken Anstieg und erreicht dann eine Sättigung. Ein phänomenologisches Modell, das die beobachteten Charakteristiken beschreibt, wird vorgeschlagen, wobei eine abrupte Abhängigkeit des Absorptionskoeffizienten von der Photoanregungsdichte angenommen wird. Die Folge der dynamischen Beziehungen zwischen der Transmission und dem Pumpniveau wird quantitativ analysiert. Aus den experimentellen Werten werden die spezifische Schwellenenergie und die für die Bleichung einer 100 μm‐Probe erforderliche (spezifische) Energie abgeleitet. Sie betragen 2,2 × 10−11 bzw. 1,9 × 10−10 J/μm2.