لیزر نقطه کوانتومی برپایه ساختار مایکروپیلار

لیزرهای نقطه کوانتومی (qd)، رده ی جدیدی از لیزرها با کارآیی بهتر و جایگزین مناسبی برای لیزرهای مرسوم و موسوم به لیزرهای چاه کوانتومی هستند. از آن جایی که لیزرهای مورد ساخت باید دارای ویژگی های خاصی باشند، مهم ترین مرحله در طراحی و ساخت لیزر، مدل سازی و شبیه سازی ساختار مناسب و درک ویژگی های لیزینگ آن ها است. در مدل سازی باید از روش مناسبی استفاده کنیم که بتواند پدیده های فیزیکی مختلف دخیل در دستگاه واقعی را درج کند و نتیجه ی مناسبی را برای کاربرد مطلوب ارائه دهد. در این پایان نامه، شبیه سازی لیزر qd با فرض ترازهای انرژی مختلف انجام شده است و معادلات آهنگ هر حالت، به طور کامل و مشروح ارائه گردیده است. ترازهای انرژی مورد بحث، شامل سیستم های دو ترازی، سه ترازی، چهار ترازی و در نهایت سیستم پنج تراز انرژی است که یکی از کامل ترین سیستم های تراز انرژی است. همچنین، نقش کاواک اپتیکی و آینه های توزیع شده براگ در ساختار مسطح و مایکروپیلار، در شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. با حل معادلات آهنگ در هر حالت، با استفاده از روش حل عددی رونگ - کوتای مرتبه ی چهارم، نتایجی از قبیل: چگونگی تغییر چگالی حامل ها و فوتون ها با زمان، پاسخ زمانی لیزر به تزریق پله ای جریان، رفتار روشن شدن لیزر و منحنی مشخصه ی p-i به دست آمده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که پارامترهای مهم دخیل در نورافشانی لیزر نقطه کوانتومی با جریان آستانه پائین، می توانند با کمک این شبیه ساز شناسایی شوند و این نتایج قبل از ساخت لیزرهای عملی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند، تا در وقت و هزینه صرفه جویی شده و لیزر مورد نظر به صورت بهینه ساخته شود.