مطالعه لیزر های نیمه رسانای نقطه کوانتومی سرعت بالا

در این تحقیق، ساختار لیزرهای نقطه کوانتومی، مشخصه ها، نواقص، و همچنین فاکتور های محدود کننده سرعت مدولاسیون بالا و تکنولوژی های کلیدی برای بهبود عملکرد آن بیان می شوند. با بررسی اثر پهن شدگی گرمایی حفره ها که ناشی از جرم موثر سنگین ، حفره ها در نوار ظرفیت لیزر های نقطه کوانتومی است ، نشان می دهیم که یکی از عوامل مهم در محدود کردن سرعت مدولاسیون لیزرهای نقطه کوانتومی ، نزدیکی بیش از اندازه تراز های حفره ها در نوار ظرفیت لیزر می باشد، که سبب تهی سازی این تراز از حفره در زمان بازترکیب حامل ها می گردد. این امر با استفاده از روش p-doping که به مفهوم تزریق حفره ی اضافی به نوار ظرفیت لیزر است، با استفاده از دو روش تزریق مدولاسیونی و تزریق مستقیم جبران می گردد. همچنین پارامتر های کلیدی ، در عملکرد سرعت بالای لیزر p-doping ingaas-inas از قبیل پهنای باند مدولاسیون ، فاکتور ارتقا پهنای خط ، ضریب فشردگی بهره ، و... شبیه سازی شده اند. همچنین نشان می دهیم که در کنار تمام مزیت های روش p-doping به عنوان یک نقص ، با افزایش آلاییدگی حفره ، اتلاف درونی لیزر نیز افزایش می یابد که در نهایت با انتخاب طول کاواک مناسب و همچنین میزان تزریق حفره ی بهینه ، می توان این اثر را نیز جبران نمود. و در نهایت یک پهنای باند مدولاسیونی در حدود 11ghz را برای طول کاواک در حدود 200µm را برای لیزر p-doping ingaas-inas بدست می آوریم. ملاحظه می کنیم که اثر p-doping برضریب فشردگی بهره، لیزر نقطه کوانتومی باعث کاهش فاکتور ارتفا پهنای خط لیزر (?) و حرکت به سمت سرعت مدولاسیون بالاتر در این لیزر ها می گردد.