عنوان

بررسی اثرات ساختاری در دیودهای ابرلیانی بر اساس نقاط کوانتومی نیتریدی

شماره

پ۲۶۴۵۹

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی اثرات ساختاری در دیودهای ابرلیانی بر اساس نقاط کوانتومی نیتریدی

نام نخستين پديدآور

مژگان مهدی زاده رخی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

فیزیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۱۵۰ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

فوتونیک

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۱۱/۱۹

متن يادداشت

دیودهای ابرلیانی (SLEDs) قطعات اپتوالکترونیکی و منابع نوری نیم¬رسانایی هستند که طیف نوری خروجی پهن (شبیه LEDs) با توان بالا (شبیه لیزرهای نیمرسانا) و جهت¬مند تولید می¬کنند. به عبارت دیگر، دیود ابرلیانی یک منبع نوری است که همدوسی فضایی یک دیود لیزری را با ناهمدوسی زمانی یک LED ترکیب می¬کند. این ترکیب برای دامنه وسیعی از کاربردها مفید است. این قطعه، از یک موجبر برآمده برای تقویت نور گسیل شده خودبه¬خودی استفاده می¬کند. طیف گسیلی پهن، توان خروجی بالا و جهت¬مندی زیاد پرتو به محدوده وسیعی از کاربردها منجر می¬شود. برای مثال، ژیروسکوپ فیبر نوری، توموگرافی همدوس نوری و روشنایی بدون لکه نمونه هایی ازین کاربردها هستند. در این رساله، یک رهیافت مدل نظری برای دیودهای ابرلیانی ارائه می¬شود که کارایی دیود ابرلیانی را با کارهای تجربی انجام شده توسط سایرین اعتبار سنجی می¬کند. همچنین مباحثی برای طراحی بهینه ابعاد موجبر برآمده مطرح شده است. در اینجا ما بر روی عملکرد دیود ابرلیانی بر پایه نقاط کوانتومی هرمی نیتریدی متمرکز شدیم. ساختار موجبر برآمده خمیده برای دیود در نظر گرفتیم. معادله شرودینگر سه بعدی به روش حجم محدود برای ناحیه فعال دیود، با درنظرگرفتن اثرات پیزوالکتریک، حل شد و ویژه توابع و ویژه مقادیر آن را بدست آوردیم. با استفاده از مدل معادلات آهنگ موج رونده در ناحیه فعال بهره مدی بدست آمد. با حل همزمان معادلات موج رونده و معادله آهنگ چگالی حامل، توان خروجی دیود ابرلیانی به صورت تابعی از جریان اعمال شده محاسبه شد. طیف بهره و توان خروجی دیود ابرلیانی با تغییر پارامترهای ساختاری، دما و ضرایب بازترکیب غیرتابشی بدست آمدند. با بررسی عملکرد دیود ابرلیانی به¬ازای پارامترهای ساختاری متفاوت دریافتیم که طول کاواک، شعاع انحنای قسمت خمیده و اتلاف داخلی نقش تعیین کننده¬ای در مقدار توان خروجی دیود ابرلیانی دارند. ماکزیمم مقدار توان خروجی W0.08 برای کاواک به طول (μm)1200 بدست آمد.

متن يادداشت

Abstract: Superluminscent light emitting diodes (SLEDs) are optoelectronic devices and semiconductor light sources that make up the broadband spectral (like LEDs¬), high-power and directional optical light spectrum(like semiconductor lasers). In other words, a SLED is a light source that combines the spatial coherence of a laser diode with the temporal coherence of an LED. This combination is useful for a wide range of applications. This piece uses a ridge waveguide to amplify the spontaneously emitted light. SLEDs combined III- nitride components firstly were introduced in 2009 by Feltin et al. Since then, these diodes have undergone significant progress and amazing results have been achieved in this field. SLEDs have a combination of the advantages of light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs). Wide emission spectrum, high output power and high beam directionality lead to a wide range of applications. For example, fiber optic gyroscope, optical coherence tomography, and speckle free lighting.In this thesis, a theoretical approach to SLED is presented that validates the performance of SLED with experimental work validated by others. There are also issues for the optimal design of the dimensions of the ridge waveguide. Here we focus on the performance of the SLED based on the quantum dots of the nitride pyramid. We considered the bent ridge waveguide structure for diode. The three-dimensional Schrodinger equation was solved by the finite volume method for the active region of the diode, taking into account the piezoelectric effects, and we obtained its eigen functions and eigen values of energy. Using the travelling wave rate equations model in the active region, the modal gain was obtained. By simultaneously solving the travelling wave equations and the carrier density rate equation, the output power of the diode was calculated as a function of the applied current. The gain spectrum and output power of the SLED were obtained by changing the structural parameters, temperature and non-radiative recombination coefficients. By simulating the diode for different structural parameters, we found that the cavity length, the radius of curvature of the curved part and the internal loss play a decisive role in the output power of the SLED. The maximum output power of 0.08 W was obtained for the cavity with a length of 1200 (μm).

عنوان گونه گون

The investigation of the structural effects in superluminscent diodes based on Nitride quantum dots

عنصر شناسه اي

‏مهدی زاده رخی‏،

ساير عناصر نام

مژگان‏

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏عسگری،‏

ساير عناصر نام

اصغر ‏

تاريخ

استاد راهنما

عنصر شناسه اي

‏تبریز