InAs-GaAs量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器理論研究與量子點(diǎn)制備.pdf

1、半導(dǎo)體光放大器(SOA)在光放大和全光信號(hào)處理領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，對(duì)其特性進(jìn)行改善顯得尤為重要。SOA中的各種特性本質(zhì)上與有源區(qū)中載流子的帶內(nèi)和帶間特性有關(guān)，而載流子的特性最終歸結(jié)于有源區(qū)的能帶結(jié)構(gòu)。相比較與傳統(tǒng)體材料和量子阱，量子點(diǎn)能在三個(gè)維度上對(duì)載流子進(jìn)行限制，并使能級(jí)產(chǎn)生分裂，這種特性使量子點(diǎn)SOA 具有了許多傳統(tǒng)SOA 所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)量子點(diǎn)及量子點(diǎn)SOA 進(jìn)行了研究。
　　 在理論方面，首

2、先基于圓柱形量子點(diǎn)模型，利用k.p 微擾法中的等效單帶近似算法，在考慮了應(yīng)變的情況下，計(jì)算了InAs/GaAs 量子點(diǎn)的能帶結(jié)構(gòu)，分析了不同尺寸下量子點(diǎn)各能態(tài)的具體量子態(tài)。其次，研究了量子點(diǎn)中兩種主要的載流子散射機(jī)制：
　　 縱波光學(xué)聲子散射和俄歇散射，并分析了不同載流子濃度和溫度下量子點(diǎn)中的超快效應(yīng)，為量子點(diǎn)SOA的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)。另一方面，提出了雙電極量子點(diǎn)SOA 結(jié)構(gòu)，并基于量子點(diǎn)SOA的精確數(shù)值模型研究了雙電極量子點(diǎn)

3、SOA中的增益和相位特性，分析了前、后電極在不同注入電流密度的情況下量子點(diǎn)SOA中的載流子恢復(fù)機(jī)制。
　　 另外，利用PSPICE 電路仿真軟件建立了具有高收斂性，高運(yùn)行效率的量子點(diǎn)SOA 電路分節(jié)模型，模擬了量子點(diǎn)SOA中的增益飽和輸出等特性，并將該模型運(yùn)用到了基于SOA和光學(xué)濾波器、SOA和電吸收調(diào)制器的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)中。
　　 在實(shí)驗(yàn)方面，利用金屬有機(jī)化合物氣相沉積技術(shù)對(duì)InAs/GaAs 量子點(diǎn)的自組織生長(zhǎng)進(jìn)行了