Huge excitonic enhancement of two-photon absorption near the exciton-transition energy was observed in the GaN system. The peak value of the nonlinear absorption coefficient is at least 1500 cm/GW, corresponding to an enhancement factor of >100. The room temperature exciton dephasing time is also obtained based on a spectral analysis to be ∼150 fs in bulk GaN, which is close to the exciton ionization time.

1.
A.
Obeidat
and
J.
Khurgin
,
J. Opt. Soc. Am. B
12
,
1222
(
1995
).
2.
K.
Tai
,
A.
Mysyrowicz
,
R. J.
Fischer
,
R. E.
Slusher
, and
A. Y.
Cho
,
Phys. Rev. Lett.
62
,
1784
(
1989
).
3.
H. K.
Tsang
,
R. V.
Penty
,
I. H.
White
,
R. S.
Grant
, and
W.
Sibbett
,
Appl. Phys. Lett.
59
,
3440
(
1991
).
4.
C. C.
Yang
,
A.
Villeneuve
,
G. I.
Stegeman
,
C.-H.
Lin
, and
H.-H.
Lin
,
IEEE J. Quantum Electron.
29
,
2934
(
1993
).
5.
Y.-C.
Huang
,
G.-W.
Chern
,
K.-H.
Lin
,
J.-C.
Liang
,
C.-K.
Sun
,
C.-C.
Hsu
,
S.
Keller
, and
S. P.
DenBaars
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
85
(
2002
).
6.
V.
Pačebutas
,
A.
Stalnionis
,
A.
Krotkus
,
T.
Suski
,
P.
Perlin
, and
M.
Leszczynsk
,
Appl. Phys. Lett.
78
,
4118
(
2001
).
7.
S.
Krishnamurthy
,
K.
Nashold
, and
A.
Sher
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
355
(
2000
).
8.
C.-K.
Sun
,
J.-C.
Liang
,
J.-C.
Wang
,
F.-J.
Kao
,
S.
Keller
,
M. P.
Mack
,
U.
Mishra
, and
S. P.
DenBaars
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
439
(
2000
).
9.
C.-K.
Sun
,
Y.-L.
Huang
,
J.-C.
Liang
,
J.-C.
Wang
,
K.-G.
Gan
,
F.-J.
Kao
,
S.
Keller
,
M. P.
Mack
,
U. K.
Mishra
, and
S. P.
DenBaars
,
Opt. Quantum Electron.
32
,
619
(
2000
).
10.
Y.-L.
Huang
,
C.-K.
Sun
,
J.-C.
Liang
,
S.
Keller
,
M. P.
Mack
,
U. K.
Mishra
, and
S. P.
DenBaars
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
3524
(
1999
).
11.
A. J.
Fischer
,
W.
Shan
,
G. H.
Park
,
J. J.
Song
,
D. S.
Kim
,
D. S.
Yee
,
R.
Horning
, and
B.
Goldenberg
,
Phys. Rev. B
56
,
1077
(
1997
).
12.
S.
Pau
,
J.
Kuhl
,
F.
Scholz
,
V.
Haerle
,
M. A.
Khan
, and
C. J.
Sun
,
Phys. Rev. B
56
,
R12718
(
1997
);
S.
Pau
,
J.
Kuhl
,
F.
Scholz
,
V.
Haerle
,
M. A.
Khan
, and
C. J.
Sun
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
557
(
1998
).
13.
K.
Kyhm
,
R. A.
Taylor
,
J. F.
Ryan
,
T.
Aoki
,
M.
Kuwata-Gonokami
,
B.
Beaumont
, and
P.
Gibart
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
1097
(
2001
).
14.
K.
Hazu
,
A.
Shikanai
,
T.
Sota
,
K.
Suzuki
,
S.
Adachi
,
S. F.
Chichibu
, and
T.
Mukai
,
Phys. Rev. B
65
,
195202
(
2002
).
15.
For example,
T.
Gong
,
W. L.
Nighan
, Jr.
, and
P. M.
Fauchet
,
Appl. Phys. Lett.
57
,
2713
(
1990
).
16.
For example,
G. D.
Sanders
,
C.-K.
Sun
,
B.
Golubovic
,
J. G.
Fujimoto
, and
C. J.
Stanton
,
Phys. Rev. B
54
,
8005
(
1996
).
17.
Y. D.
Jho
,
D. S.
Kim
,
A. J.
Fischer
,
J. J.
Song
,
J.
Kenrow
,
K.
El Sayed
, and
C. J.
Stanton
, cond-mat/0302280.
18.
D.-S.
Kim
,
J.
Shah
,
D. A. B.
Miller
,
T. C.
Damen
,
W.
Schäfer
, and
L.
Pfeiffer
,
Phys. Rev. B
48
,
17902
(
1993
).
19.
J.
Mørk
and
A.
Mecozzi
,
J. Opt. Soc. Am. B
13
,
1803
(
1996
).
20.
T. F.
Heinz
,
S. L.
Palfrey
, and
K. B.
Eisenthal
,
Opt. Lett.
9
,
359
(
1984
).
21.
See, for example, E. Garmire, A. Kost, K. L. Hall, E. R. Thoen, and E. P. Ippen, Nonlinear Optics in Semiconductors II (Academic, New York, 1999), Chap. 2.
22.
J.
Shah
,
R. F.
Leheny
, and
C.
Lin
,
Solid State Commun.
18
,
1035
(
1976
).
23.
Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984), Chap. 12.
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.