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Optoelettronica
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Il testo introduce il modello classico dell'oscillatore elettronico di Lorentz per descrivere l'interazione tra campi elettromagnetici e semiconduttori. Attraverso questo approccio si analizza come un campo elettrico esterno induca una polarizzazione macroscopica media dai dipoli microscopici, definendo la suscettività elettrica del mezzo. La parte reale della suscettività determina l'indice di rifrazione mentre quella immaginaria governa i processi di assorbimento o amplificazione stimolata a seconda delle popolazioni dei livelli energetici.
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- Il modello classico dell'oscillatore elettronico descrive l'interazione tra il campo elettrico applicato e gli elettroni nei semiconduttori, trattando le transizioni energetiche come una risposta di risonanza indotta da un segnale esterno.
- L'introduzione del termine di smorzamento nell'equazione del moto permette di considerare la dissipazione dell'energia attraverso l'emissione spontanea di radiazione elettromagnetica e meccanismi non radiativi come le collisioni o il calore.
- La polarizzazione macroscopica è definita come la media dei momenti dipolari microscopici indotti, mentre la suscettività complessa del mezzo lega questa polarizzazione al campo elettrico applicato in funzione della pulsazione ω.
- Le parti reale e immaginaria della suscettività determinano rispettivamente le variazioni dell'indice di rifrazione e i fenomeni di assorbimento o amplificazione stimolata, a seconda delle popolazioni relative degli stati energetici E1 ed E2.
- L'analisi del flusso di potenza attraverso il vettore di Poynting consente di calcolare la velocità netta di trasferimento energetico tra il campo elettromagnetico e gli atomi, definendo i coefficienti di assorbimento e guadagno ottico.
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