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

1、半導(dǎo)體光放大器(SOA)在光放大和全光信號處理領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，對其特性進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，量子點能在三個維度上對載流子進行限制，并使能級產(chǎn)生分裂，這種特性使量子點SOA 具有了許多傳統(tǒng)SOA 所無法比擬的優(yōu)勢。本文從理論和實驗兩個方面對量子點及量子點SOA 進行了研究。
　　 在理論方面，首

2、先基于圓柱形量子點模型，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，計算了InAs/GaAs 量子點的能帶結(jié)構(gòu)，分析了不同尺寸下量子點各能態(tài)的具體量子態(tài)。其次，研究了量子點中兩種主要的載流子散射機制：
　　 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中的超快效應(yīng)，為量子點SOA的優(yōu)化設(shè)計提供了指導(dǎo)。另一方面，提出了雙電極量子點SOA 結(jié)構(gòu)，并基于量子點SOA的精確數(shù)值模型研究了雙電極量子點

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SOA中的載流子恢復(fù)機制。
　　 另外，利用PSPICE 電路仿真軟件建立了具有高收斂性，高運行效率的量子點SOA 電路分節(jié)模型，模擬了量子點SOA中的增益飽和輸出等特性，并將該模型運用到了基于SOA和光學(xué)濾波器、SOA和電吸收調(diào)制器的波長轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)中。
　　 在實驗方面，利用金屬有機化合物氣相沉積技術(shù)對InAs/GaAs 量子點的自組織生長進行了