بهینه سازی بهره در لیزرهای چاه کوانتومی

یکی از کمیت های مهم نمایانگر تأثیر فرآیند بازترکیب الکترون - حفره بر شدت نور تابیده شده در ناحیه ی فعال لیزر، بهره است. ضریب بهره نوری برابر است با کسری از فوتون های تابش شده در ناحیه ی فعال به ازای واحد طول. بهره در لیزرهای چاه کوانتومی را به کمک قانون طلایی فرمی بدست می آید. با توجه به اینکه طیف بهره به شدت تحت تأثیر شکل هندسی چاه و عوامل خارجی همچون دما، فشار و اعمال میدان الکتریکی می باشد، در این تحقیق قصد داریم اثر همزمان دو یا چند پارامتر را بر بهره نوری بررسی نماییم و با استفاده از روش های بهینه سازی یک ساختار از چاه های کوانتومی دوگانه را معرفی نماییم که در آن ضریب بهره نوری بهینه باشد. نتایج نشان می دهد که ضریب بهره نوری برای چگالی حامل $5 imes 1{smallzero;,}^{18} cm^{-3}$ برای ساختار بهینه برابر با $355{smallzero;,}, cm^{-1}$ می باشد. با توجه به این که عامل حبس شدگی در چاه های کوانتومی برجسته تر از نیمرساناهای حجمی می باشد. این ساختارها به عنوان یک کاندید خوب برای دستگاه های اپتوالکترونیکی محسوب می شود. بنابراین مطالعه خواص نوری و الکترونیکی این ساختارها بسیار مهم می باشند. با توجه به این که خواص نوری نیز همانند ضریب بهره نوری تحت تأثیر شکل هندسی چاه می باشد. در این تحقیق علاوه بر ضریب بهره نوری، ضریب جذب نوری را با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات بهینه می نماییم.