محاسبه بهره در لیزر نیم رسانای چاه کوانتومی

هدف از این تحقیق محاسبه بهره در لیزر نیمرسانای چاه کوانتومی با پهنای 70، 100، 150 و 200 آنگستروم می باشد. در این محاسبه از یک مدل ساده که در آن فرضیات زیر برای گذار الکترون- حفره در چاه کوانتومی رعایت شده، استفاده شده است: 1- در صفحه اتصال p(x,y) تقارن انتقالی وجود دارد، بنابراین تکانه موازی با صفحه اتصال پایسته است، یعنی k(x,y)=0?. 2- چون توابع موج کوانتیده بعد عمودی z بر یکدیگر عمودند، اعداد کوانتومی عمودی، پایسته است، یعنی n=0?. 3- از اثرات قطبش برای گذارهای برانگیخته ( teیاtm ) که به علت ناهمسانگردی ساختار چاه کوانتومی است صرفنظر می شود و بنابراین عنصر ماتریسی قطبش به انرژی وابسته نیست و برای لیزرهای چاه کوانتومی همان عنصر ماتریسی بالک، به کار می رود. 4- از اثرات پهن شدگی ناشی از پراکندگی درون نواری حامل های تزریقی صرفنظر می شود ( (زمان پراکندگی درون نواری)). ماده چاه gaas و ماده سد می باشد که در این تحقیق 0.2x= انتخاب کرده ایم. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در محاسبه بهره بر حسب انرژی فوتون خروجی، با افزایش پهنای چاه، الکترون گذارهای بیشتری را انجام می دهد ولی مقدار بهره بیشینه کاهش می یابد هم چنین با کاهش پهنای چاه بهره بیشینه به انرژی های بالاتر جابه جا می شود. در محاسبه بهره بیشینه بر حسب چگالی جریان و چگالی حامل، هر چه پهنای چاه عریض تر شود بهره سریعتر به اشباع نزدیک می شود و غلظت حامل آستانه کم می شود به عبارت دیگر با افزایش ضخامت چاه جریان آستانه مورد نیاز برای رسیدن به وارونی جمعیت کاهش می یابد. در محاسبه بهره مشروط بر حسب چگالی حامل مشاهده می شود بهره مشروط برای چاه های نازک تر به زیر چاه های ضخیم تر افت می کند بنابراین بهره مشروط متفاوت از بهره بیشینه است. در محاسبه بهره مشروط بر حسب چگالی جریان، می بینیم که در چگالی جریان بالا با افزایش تعداد چاه بهره مشروط افزایش می یابد. اما در جریان های پایین لیزر چند چاه کوانتومی، بهره های (مشروط) پایین تر به دست می دهد که به سبب کوچکی فاکتور وارونی ( ) در چگالی های حامل کوچک است، هم چنین مشاهده می کنیم که آستانه لیزر کنندگی متفاوت است چنان که با افزایش تعداد چاه ها، آستانه لیزر کنندگی افزایش می یابد ولی تمام این لیزرها در یک چگالی حامل مشخص به مرحله اشباع می رسند.