شبیه سازی و تحلیل لیزرهای بلور فوتونی نقطه کوانتومی

در این رساله، ابتدا انواع کوپل شدگی نقطه کوانتومی با کاواک بلور فوتونی تشریح شده است. سپس ابتدا دینامیک لیزر بلور فوتونی نقطه کوانتومی با کوپل شدگی ضعیف توسط روشfdtd با معادله دیفرانسیل کمکی، که کد آن به زبان فرترن نوشته شده است، شبیه سازی و تحلیل شده است. در ادامه کوپل شدگی در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک که به دلیل میرایی فاز و اثر آنتی-زینو می باشد با تحریک در طول موج رزونانس نقطه کوانتومی به صورت تئوری و تجربی بررسی و تحلیل شده است. در تحلیل لیزر بلور فوتونی نقطه کوانتومی، با افزایش دما و کاهش ضریب کیفیت کاواک، زمان تاخیر برای شروع لیزش به دلیل کاهش فوتونها در کاواک افزایش می یابد. هنگامی که نرخ پامپ ثابت است، افزایش زمان تاخیر باعث افزایش وارونگی تجمعی و شدت میدان خروجی در لحظه شروع لیزش می شود. این بدان معنی است که در لحظه شروع لیزش، با افزایش دما و یا کاهش ضریب کیفیت کاواک، شدت میدان خروجی افزایش می یابد. همچنین در این رساله نشان داده شده است که با افزایش دما که ضریب پورسل کاهش می یابد، فرکانس نوسان واهلشی نیز کاهش می¬یابد. در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک و با تحریک در طول موج رزونانس نقطه کوانتومی، با استفاده از ابزار محاسباتی اپتیک کوانتومی نشان داده شده است که با استفاده از تغییر ضریب کیفیت کاواک و قدرت کوپل شدگی می توان طول موج رزونانس کاواک را کنترل کرد. کوپل شدگی در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک باعث می شود هزینه تطبیق طول موج رزونانس آنها حذف شود. همچنین به صورت تجربی کوپل شدگی، در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک، با اختلاف 4/1نانومتر بین طول موج رزونانس آنها در دمای k50 و با تحریک در طول موج رزونانس اکسیتون شفاف مشاهده شده است. این اختلاف در طول موج، بیشترین مقدار گزارش شده می باشد که با توان تحریک زیر یک نانو وات محقق شده است. رفتار این کوپل شدگی با استفاده از پارامترهای بدست آمده از آزمایش تجربی توسط ابزار محاسباتی اپتیک کوانتومی شبیه سازی شده است.