Al组分对AlGaN/GaN量子级联激光器性能的影响

通过对激光器一个周期单元的一维薛定谔方程与泊松方程进行自洽求解,得到了能带与电子波函数的分布情况,并且计算了在近共振条件下偶极跃迁元与垒层Al组分的关系,得到了Al组分的优化结果。结果表明,垒层材料的Al组分大约等于0.15时激光器的偶极跃迁元最大,此时激光器处于垂直跃迁工作状态。

影响AlGaN/GaN量子级联激光器性能的因素研究

在已有理论基础之上,采用严格的计算方法对激光器实现太赫兹(THz)波的辐射进行了可能性分析。利用传递矩阵法,通过Matlab软件计算了基于AlGaN/GaN材料体系的三能级量子级联激光器导带子能级与电子波函数的分布,详细分析了由该材料特有的极化效应所产生的极化场,得出了在近共振条件下偶极跃迁元、外加电场、垒层Al组分及导带子能级能级差之间的关系,并研究了它们对激光器性能的影响。分析结果表明,实现受激辐射的条件非常严格,Al组分取0.15或0.16时较为适宜,同时外加电场需大于63kV/cm,但不能过大,这样才能满足近共振条件,实现粒子数反转达到太赫兹量子级联激射。在Al组分为0.15,外加电场为69.0kV/cm时激光器的偶极跃迁元最大,表明跃迁几率也最大,对激光器的性能有利,可以为量子级联激光器构造较好的有源区。