عنوان

تحلیل اثر دما و پهن شدگی غیر همگن روی پهنای باند و نویز لیزرهای نقطه کوانتومی

Number

‭۱۷۶۹۳پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل اثر دما و پهن شدگی غیر همگن روی پهنای باند و نویز لیزرهای نقطه کوانتومی

First Statement of Responsibility

/سیدسینا میرسهیل

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فناوریهای نوین

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۶‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی نانوفناوری گرایش مهندسی نانوالکترونیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۶/۰۶/۲۰‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

باتوجه به ویژگی‌صهای نوری منحصربفرد نقاط کوانتومی که ناشی از حبس در سه راستا و درنتیجه ایجاد چگالی حالات شبه-تابع-دلتا می‌صباشد، لیزرهای نقطه کوانتومی به عنوان یکی از گزینه‌صهای اصلی نسل آینده‌صی منابع نوری در زمینه‌صی مخابرات نوری مطرح شده‌صاند .بنابراین باتوجه به لزوم شناخت پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد این دسته از لیزرها، پس از بیان مفاهیم اولیه‌صی مورد نیاز به بررسی رفتار لیزرهای نقطه کوانتومی از طریق حل معادلات حامل-فوتون پرداختیم .بررسی‌صهای صورت گرفته نشان می‌صدهد که در دمای اتاق، که معادل با پهن-شدگی‌صهای همگن ‮‭۱۶‬ تا ‮‭۱۹‬ میلی الکترون ولت برای طول کاواک ‮‭۹۰۰‬ میکرومتر می‌صباشد، بهره‌صی بیشینه تنها به گروه مرکزی اختصاص خواهد یافت .به بیان دیگر، حامل‌صهای گروه‌صهای مجاور از طریق انتشار تحریک شده در تابش گروه مرکزی شرکت خواهند کرد و در نتیجه تابشی تک طول موج از فوتون‌صها خواهیم داشت .همچنین اثرات ناشی از افزایش پهن‌صشدگی غیرهمگن مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که افزایش پهن‌صشدگی غیر همگن منجربه افزایش جریان آستانه می‌صشود .مبتنی بر شبیه‌صسازیهای انجام شده در خصوص رفتار لیزرهای نقطه کوانتومی، و انطباق آن با مطالعات انجام شده‌صی پیشین، به بررسی نویز شدت نسبی پرداختیم .با توجه به اینکه محاسبه‌صی نویز شدت نسبی به صورت عددی و تحلیلی در مقایسه با سایر روش‌صهای مورد استفاده اطلاعات مفید-تری درخصوص پهنای باند مدولاسیون ارائه می‌صدهد) به صورت بدون پارازیت می‌صباشد(، تلاش کردیم تا در این پایان‌صنامه به مطالعه و بررسی نویز شدت نسبی لیزرهای نقطه کوانتومی از طریق حل معادلات نرخ فوتون-حامل در حضور منابع نویز لنگوین بپردازیم .بررسی‌صهای صورت گرفته نشان می‌صدهد که افزایش جریان تزریقی باعث بهبود نویز شدت نسبی از طریق افزیش تعداد حامل‌صهای نقاط کوانتومی و در نتیجه متوسط تعداد فوتون‌صها می‌صشود .همچنین افزایش پهن‌صشدگی غیرهمگن که معادل با افزایش جریان آستانه می‌صباشد، باعث افزایش نویز شدت نسبی می‌صشود .شبیه سازیهای انجام شده در خصوص تاثیر زمان واهلش حامل در نقاط کوانتومی که معادل با افزایش زمان تنگنای فونونی) افزایش فاصله‌صی انرژی بین تراز چاه کوانتومی و نقطه کوانتومی (می‌صباشد، موجب افزایش جریان آستانه و در نتیجه افزایش نویز شدت نسبی می‌صشود .در پایان تاثیر پهن شدگی همگن) دما (بر نویز شدت نسبی مورد مطالعه قرار گرفت و نشان داده شد که دستیابی به نویز شدت نسبی پایین در دمای اتاق از طریق برقراری ارتباط بین نقاط کوانتومی و افزایش تعداد فوتون‌صها در گروه مرکزی، و نیز در پهن شدگی همگن بسیار پایین که دات‌صها به صورت منفرد عمل می‌صکنند امکانپذیر است

Text of Note

Considering the unique optical properties of quantum dots which is due to the confinement in three dimensions and thus, creation of the delta-function-like density of states, quantum dot lasers are one of the main candidates for the future generation of light sources in the field of optical communications. Therefore, considering the necessity of understanding the parameters affecting the performance of these lasers, we have studied the behavior of quantum dot lasers by solving the carrier-photon rate equations after expressing the basic requirements. The investigations show that at room temperature which corresponds to the homogeneous broadenings of 16 to 19 meV for a cavity length of 900 micrometers, the maximum gain has been allocated to the central group. In the other words, the carrier of the neighbor groups have been contributed into the central lasing modes by stimulating emission and as a result, we will have a single-narrow lasing line. Also, the effect of inhomogeneous broadening has been investigated and it has been shown that increasing the inhomogeneous broadening leads to the increasing of the threshold current. Based on the simulations and the agreement between our simulations and previous works, we have investigated the relative intensity noise. In this thesis, we have tried to study and investigate the relative intensity noise of quantum dot lasers through solving the carrier-photon rate equations in presence of Langevin noise sources considering the fact that calculating by numerical and analytical solutions provide useful informations about modulation bandwidth, which are parasitic-free, in comparison with other methods. Our investigations show that increasing the injection current leads to improvement in the relative intensity noise through increasing the carrier number in the quantum dots and thus, the average of photon number. Also, increasing the inhomogeneous broadening which corresponds to the increasing in the threshold current leads to the increasing in the relative intensity noise. Simulations on the effect of carrier relaxation time in the quantum dots which correspond to increasing in the phonon bottleneck ( increasing the energy distance between the quantum well and quantum dot) leads to increasing the threshold current and thus increasing the relative intensity noise. At the end, the effect of homogeneous broadening (temperature) on relative intensity noise has been investigated. It has shown that achieving to the low relative intensity noise through correlation between quantum dots and thus increasing the number of photons in the central group as well as in low homogeneous broadening that the dots acting independently is possible

میرسهیل، سیدسینا

باغبان، حامد، استاد راهنما

عباسیان، کریم، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی