Recently GaN and other group-III nitrides have attracted strong interest due to the advent of ultraviolet blue and green light-emitting diodes and injection lasers On the other hand many fundamental p

最近，由于紫外线、蓝光和绿光发光二极管和注入激光的出现，GaN和其他III族氮化物引起了强烈的兴趣。然而，关于GaN的许多基本物理参数仍然鲜有研究。

GaN中的非线性光学过程，如双光子吸收（TPA），可以导致氮化物基光电子器件的光功率限制和光损伤。这些过程还可以用于许多应用：光限制器，光子开关和用于超快激光脉冲表征的非线性自相关系统。

到目前为止，关于GaN中的所有三阶光学非线性中，最大的关注已经集中在确定TPA系数b上。该系数通过TPA诱导的瞬态光电流、非线性电导率或光透射率自相关和Z-scan技术进行了实验测定。这些测量得到的b值从0.00635 cm/GW（参考文献2）到17.5 cm/GW（参考文献3）不等。

必须指出的是，迄今为止，在GaN中的光学非线性的所有实验研究都是在生长在蓝宝石（以其强光学非线性而闻名）衬底上的几微米厚的外延层上进行的，这严重限制了光学相互作用长度和测量的准确性。此外，对所得数据的分析显示，当使用高脉冲重复率或相对较长的纳秒激光脉冲进行测量时，总是得到较大的b值，这引发了在这些实验中热效应可能起到的作用的问题。

在本研究中，我们将描述在体块GaN中的非线性光学响应的测量，这些测量是通过使用低重复率的皮秒激光脉冲和静态Z-scan技术进行的。从这些测量中评估了TPA系数b以及由GaN中的束缚和自由载流子引起的非线性折射率的参数n2和sr，并进行了讨论。