本文選題：半導(dǎo)體QCL　切入點(diǎn)：有源區(qū)　出處：《哈爾濱師范大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：當(dāng)前半導(dǎo)體QCL的輸出波長已從中紅外增加至太赫茲波段,在各科學(xué)領(lǐng)域存在著重要的應(yīng)用前景。論文主要從理論上對(duì)半導(dǎo)體QCL有源區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輸出特性及性能評(píng)價(jià)進(jìn)行了全面而深入的研究,設(shè)計(jì)了以InGaAs/InAlAs以及GaAs/AlGaAsAl材料體系的“斜躍遷”與“垂直躍遷”兩種模式的半導(dǎo)體QCL有源區(qū)結(jié)構(gòu),分析并比較了其結(jié)構(gòu)參數(shù)與輸出特性。本論文的研究成果對(duì)優(yōu)化半導(dǎo)體QCL的輸出性能提供了豐富的理論依據(jù),具體地:1.通過MATLAB軟件采用時(shí)域有限差分法和傳遞矩陣法求解了一維有效質(zhì)量薛定諤方程,并得到有源區(qū)各能級(jí)與波函數(shù)分布。對(duì)已有半導(dǎo)體QCL的有源區(qū)進(jìn)行了模擬計(jì)算,驗(yàn)證了該方法的有效性。2.構(gòu)建了半導(dǎo)體QCL的性能評(píng)價(jià)體系,如偶極矩陣元、散射時(shí)間、閾值增益、閾值電流密度、外微分量子效率及工作溫度等,完善了半導(dǎo)體QCL的設(shè)計(jì)理論。3.研究表明設(shè)計(jì)的新型半導(dǎo)體QCL有源區(qū)結(jié)構(gòu)的輸出特性優(yōu)于同類型半導(dǎo)體QCL,且“垂直躍遷”模式優(yōu)于“斜躍遷”模式�；贗n0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As材料體系的“垂直躍遷”模式室溫下輸出功率約為140mW。
[Abstract]:At present, the output wavelength of semiconductor QCL has been increased from mid-infrared to terahertz band, which has an important application prospect in various fields of science. In this paper, the structure of semiconductor QCL active region is designed theoretically. The output characteristics and performance evaluation have been studied thoroughly and thoroughly. The active region structure of semiconductor QCL with two modes of "oblique transition" and "vertical transition" of InGaAs/InAlAs and GaAs/AlGaAsAl material system has been designed. The structural parameters and output characteristics are analyzed and compared. The research results in this paper provide a rich theoretical basis for optimizing the output performance of semiconductor QCL. By using MATLAB software, the one-dimensional effective mass Schrodinger equation is solved by using the finite difference time-domain method and the transfer matrix method, and the distribution of energy levels and wave functions in the active region is obtained. The active region of the semiconductor QCL is simulated and calculated. The effectiveness of this method is verified. 2. The performance evaluation system of semiconductor QCL is constructed, such as dipole moment element, scattering time, threshold gain, threshold current density, external differential quantum efficiency and working temperature, etc. The design theory of semiconductor QCL is improved. 3. The study shows that the output characteristics of the novel semiconductor QCL active region structure are superior to those of the same type semiconductor QCLs, and the "vertical transition" mode is superior to the "oblique transition" mode. The output power of "vertical transition" mode is about 140 MW at room temperature.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN301

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王同喜;關(guān)寶璐;郭霞;沈光地;;載流子輸運(yùn)和寄生參數(shù)對(duì)隧道再生雙有源區(qū)垂直腔面發(fā)射激光器調(diào)制特性的影響[J];物理學(xué)報(bào);2009年03期

2 李建軍;韓軍;鄧軍;崔碧峰;廉鵬;鄒德恕;沈光地;;隧道再生四有源區(qū)大功率半導(dǎo)體激光器[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2006年12期

3 廉鵬,殷濤,高國,鄒德恕,陳昌華,李建軍,沈光地,馬驍宇,陳良惠;新型多有源區(qū)隧道再生光耦合大功率半導(dǎo)體激光器[J];物理學(xué)報(bào);2000年12期

4 秦永偉;趙金茹;王春棟;李俊;;0.5μm有源區(qū)腐蝕工藝的正交優(yōu)化[J];電子與封裝;2010年09期

5 丁運(yùn)鴻;張新亮;張小貝;黃德修;;有源微型環(huán)腔諧振器的數(shù)值仿真[J];光學(xué)與光電技術(shù);2007年05期

6 渠紅偉,郭霞,鄧軍,董立閩,廉鵬,鄒德恕,沈光地;隧道再生多有源區(qū)垂直腔面發(fā)射激光器光學(xué)特性研究[J];激光與紅外;2005年04期

7 何國榮;劉俊;;980nm激光器有源區(qū)的設(shè)計(jì)與分析[J];深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2009年04期

8 文國富;三極管反向有源區(qū)的討論[J];柳州師專學(xué)報(bào);1999年02期

9 陳宏泰;劉英斌;花吉珍;安振峰;;808nm無鋁有源區(qū)激光器研究[J];半導(dǎo)體光電;2008年04期

10 ;PD光通信有源及無源器件[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2001年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 張潔;王篤祥;杜偉華;曾雙龍;;GaN基LED產(chǎn)業(yè)化中的外延相關(guān)技術(shù)問題[A];第十二屆全國LED產(chǎn)業(yè)研討與學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 田海濤;隧道級(jí)聯(lián)多有源區(qū)大功率半導(dǎo)體激光器設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

2 袁浩然;半導(dǎo)體QCL的理論研究與有源區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱師范大學(xué);2015年

3 譚小動(dòng);納米折疊有源區(qū)寬譜LED工藝研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

4 包玲;GaAs基大功率半導(dǎo)體激光器和高亮度發(fā)光二極管特性分析[D];河北工業(yè)大學(xué);2000年

5 王青;高功率980nm垂直腔面發(fā)射激光器的研制[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2004年

6 王輝;連續(xù)大功率半導(dǎo)體激光器的研制[D];西安電子科技大學(xué);2007年

7 丁穎;隧道級(jí)聯(lián)雙波長量子阱激光器的特性分析與設(shè)計(jì)[D];北京工業(yè)大學(xué);2002年

，

本文編號(hào)：1679103