研究微腔中单量子点激光输出特性的数值模拟

"微腔中单量子点的激光输出特性研究" 本文研究了一个四能级量子点耦合到单模光学腔中的量子系统，利用系统的主方程作数值模拟计算微腔中单量子点的激光输出强度随非相干泵浦的变化关系。结果显示量子点在泵浦作用下激光的输出有一个阈值；且量子点和腔模耦合强度增强时，产生激光的阈值明显减小，输出激光的峰值却增大；当泵浦作用继续增强到一定程度，因激光能级间的相干性被过强的非相干泵浦所破坏，单量子点激光输出变为零----出现了淬灭现象。 知识点1：量子点激光器 量子点激光器是一种新型半导体激光器，其工作原理是基于量子点结构。在量子点结构中，半导体材料晶体在空间三维上的尺寸大小均与载流子在该材料中的德布罗意波长或电子的平均自由程相当或更小，同时该晶体又被禁带宽度更大的垒层材料包围。这使得量子点具有更好的激射特性，如更低的阈值电流密度、更高的特征温度、高的发光效率和微分增益、窄的光谱线宽等。 知识点2：非相干泵浦对量子点激光输出的影响 非相干泵浦对量子点激光输出的影响是本文的研究重点。结果显示，量子点在泵浦作用下激光的输出有一个阈值；且量子点和腔模耦合强度增强时，产生激光的阈值明显减小，输出激光的峰值却增大；当泵浦作用继续增强到一定程度，因激光能级间的相干性被过强的非相干泵浦所破坏，单量子点激光输出变为零----出现了淬灭现象。 知识点3：淬灭现象 淬灭现象是指激光输出突然变为零的现象。在本文中，淬灭现象是由于非相干泵浦对量子点激光输出的破坏所引起的。这种现象对量子点激光器的工作性能有很大的影响。 知识点4：量子点激光器的应用前景 量子点激光器由于其良好的激射特性和高的发光效率，具有很广阔的应用前景，如在光通讯、激光照明、医疗等领域均有很大的应用潜力。 知识点5：量子点结构的设计和优化 量子点结构的设计和优化是量子点激光器的关键技术之一。本文中，作者对量子点结构的设计和优化进行了深入的研究，旨在提高量子点激光器的工作性能和可靠性。 知识点6：量子点激光器的研究进展 量子点激光器的研究进展非常迅速，自1994年第一个基于应变自组装InAs/GaAs量子点的激光器研制成功以来，研究进展十分迅速，尤其是在大功率量子点激光器的研发方面取得了突破，工作寿命已达数千小时。