近/中红外低维量子激光器及其特性研究

发布时间：2025-07-03 04:27

　　本论文针对在下一代低功耗超快大规模光网络、生物医疗健康、环境污染检测、公众安全监测、物联网、无线高速通信等众多领域中有着重要应用的近红外量子点激光器（quantum dot lasers,QDLs）和中红外量子级联激光器（quantum cascade lasers,QCLs）这两种低维量子激光器开展了创新性研究,主要集中在器件模型、理论研究以及相应的器件特性上,包括以下几方面:（1）简要介绍了激光器的发展及其低维小型化趋势,并论述了对两种低维量子激光器——近红外QDLs和中红外QCLs研究的重要性。针对近红外QDLs和中红外QCLs的器件发展趋势与相关领域的研究现状展开调研论述。（2）介绍近/中红外低维量子激光器器件的有源区量子点（QDs）与超晶格（SL）的生长模式以及相应的QDLs和新型三端式晶体管注入型QCL（TI-QCL）模型,并介绍了建模中所需用到的四阶龙格-库塔速率方程组解法、泊松方程矩阵与迭代算法、高效Numerov薛定谔方程算法、自洽薛定谔-泊松方程算法和Numerov薛定谔方程复势能边界条件（NCPB）算法等器件建模理论与算法基础,为相应研究工作的开展提供保障。（3）围...

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图1-1全球互联网发展趋势：（a）互联网用户数量变化图；（b）全球每月数据流量变化图

第一章绪论第一章绪论言入21世纪以来，以计算机和互联网为代表的第三次信息技术工业数据计算、人工智能、物联网、虚拟现实等为代表的第四次信息技术迅猛发展。如图1-1(a)所示，互联网的用户数已由1995年互联网刚0万飙升至目前超过地球总人口一半近40亿人。为了满足....

图1-3QWs结构示意图：（a）QWs异质结结构；（b）QWs能带与受激辐射示意图

图1-3QWs结构示意图：（a）QWs异质结结构；（b）QWs能带与受激辐射示意图随着器件加工工艺的提升，特别在美国贝尔实验室华裔科学家卓以和（Alfred.Y.Cho）于1968年发明了用于精确控制材料生长的分子束外延方法（MolecularBeamEpitax....

图1-8首个报道的QCL导带能级结构

电子科技大学博士学位论文上首次报道证明[73]。该课题组研究者们利用MBE方的QCLs，其中SL为Al0.48In0.52As-Ga0.47In0.53As结构，如密度为11kA/cm2的720μm长的QCL，他们在10K温6μm，输出功率为8mW....

图1-9美国西北大学量子器件中心的在2007年至2011年的QCL器件性能提升[86]

4.6μm的15mW连续波输出，并在200K的情况下获时，他们发现器件的单模激射峰可以随温度发生1.8ci等人通过调整有源区层厚度，并利用等离子体增强波下在8.4μm波长上的30mW峰值功率输出。1996年、隧穿注入区和三阱垂直跃迁有源区的结构设计[....

本文编号：4055769