Nonlinear Optical Properties of CdS at Room Temperature. A Comprehensive Study

A systematic study is given of the linear and nonlinear optical response at the fundamental absorption edge of CdS at room temperature. It is shown, that at low optical power the strong nonlinearity is due to the screening of excitons in the free carrier system. From single‐beam transmission experiments and degenerate four‐wave‐mixing the change of absorption and refraction, respectively, is deduced induced by one electron‐hole pair. Even 50 meV below the exciton resonances application of the strong dispersive nonlinearity at mW‐power is demonstrated. Des lineare und nichtlineare Verhalten im Bereich der Bandkante des CdS bei Raumtemperatur wird untersucht. Bei geringen Anregungsdichten führt die die Abschirmung der Exitonenzustände durch freie Elektron‐Loch‐Paare zu starken nichtlinearen Änderungen der optischen Konstanten. Aus Ein‐Strahl‐Experimenten und Vier‐Wellen‐Mischung wird die durch ein erzeugtes Elektron‐Loch‐Paar induzierte Änderung der Absorption bzw. des Brechungsindex bestimmt. Starke dispersive Nichtlineartität, selbst 50 me V unterhalb der Exiton‐Resonanz, erlaubt eine Anwendung des Effektes bereits bei mW‐Leistungen.