هدف از انجام این تحقیق، مدلسازی و طراحی لیزرهای کوانتومی آبشاری در ناحیه مادون قرمز میانی است. لیزرهای کوانتومی آبشاری جزو لیزرهای نیمه هادی محدوده میانی و بالای مادون قرمز هستند که فوتون ها از طریق گذارهای نوری زیرنواری در چاه های کوانتومی تولید می شوند و همین امر باعث می شود طیف بهره ی این ساختارها باریکتر و متقارن تر از لیزرهای دیودی شود و جریان آستانه حساسیت کمتری به دما داشته باشد. در این لیزرها طول موج فوتون تابشی وابسته به جنس ماده نیست و با مهندسی پهنای چاهها و سدها می توان آن را تنظیم کرد. با توجه به تلاش روزافزون در جهت افزایش بهره در این پایان نامه نیز با شبیه سازی به روش تفاضل محدود معادلات کوپل شده ی پواسن-شرودینگر، ساختار، مقادیر المان ماتریسی و زمان های پراکندگی به دست آمده است و با تغییرات ساختار و افزایش این المان ها بهره را افزایش داده ایم.