Ga_（1－x）In_xAs／GaInAsP／InP张应变层量子阱的增益特性

在运用变形计算法计算了Ｇａ１－ｘＩｎｘＡｓ／ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ应变量子阱子能带结构的基础上，综合考虑了子能带耦合效应对价带子能带与跃迁矩阵元的作用及状态密度对增益线宽的影响，首次从理论上发现张应变量子阱中的ＴＭ模具有比压应变或无应变量子阱中的主模式ＴＥ模更为优异的增益特性。即增益系数更大，微分增益更高，线宽更窄。     

量子阱中InAs/In1-xGaxAs自组织量子点的电子结构

采用有效质量近似和绝热近似,计算了量子阱中InAs/In1-xGaxAs自组织量子点(点在阱中,DWELL)的电子结构和光学性质. 结果表明,电子能级随受限势的增大而升高,并随着量子点的尺寸的增大而降低,而且量子阱的宽度和量子点浸润层的厚度增加也会导致能级有所降低. 说明DWELL结构参数变化会使光致发光峰发生相应的蓝移或红移.     

非均匀应变对量子阱结构的能带和增益的影响

研究了非均匀应变对低维量子结构的能带和ＴＥ模光增益所产生的影响。由变分法推导应变沿ｚ轴方向的解析分布。在有效质量理论框架下,采用传递矩阵方法计算应变沿ｚ轴方向非均匀分布时的量子阱结构的能带和ＴＥ模光增益。解析推导表明非均匀应变分布与ｘ－ｙ方向的尺度有密切关系。当ｘ－ｙ方向的尺度较小时,阱区内的应变表现为明显的非均匀分布。计算结果表明,非均匀应变对量子线和量子点结构的能带和增益有着极为重要的影响。     

MOVPE生长1.55μm InGaAsP材料和InGaAsP/InP量子阱

报导了LP-MOVPE InGaAsP/InP体材料和量子阱的生长.生长的与InP匹配的1.55μm波长的InGaAsP材料,在77K时光荧光半峰宽达18.7meV,InGaAsP/InP量子阱的半峰宽为18.0meV.     

超高速锁模半导体激光器光谱蓝移现象研究

本文对一种新型输出波长1.55μm、超高速10 GHz、多量子阱、锁模半导体激光器的自发辐射光谱的蓝移现象进行实验研究,得到随着对锁模半导体激光器增益区施加增益电流的增加(5 mA→70 mA),多量子阱半导体激光器自发辐射光谱存在明显的蓝移现象(1.550μm→1.500μm),以及输出中心波长向短波长方向移动50 nm的实验结果,这对深刻理解和实现光时分复用技术中高质量超短相干脉冲光源具有重要意义.     

应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中子带光吸收及其压力效应

在有效质量近似下,研究了应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中基态与第一激发态波函数、能级和导带内的子带光吸收及其压力效应,数值计算了光吸收系数随量子点尺寸、组分和光照强度的变化,讨论了流体静压力对光吸收的影响.结果表明:随着量子点尺寸的减小和组分的增加子带跃迁吸收峰升高且发生蓝移;GaN/AlxGa1-xN量子点子带跃迁产生的吸收峰值会随流体静压力的减小而增加且发生红移.     

阱的非简谐性对玻色-爱因斯坦凝聚集体激发的影响

研究了在一个二次方加四次方势阱V(x)=12(x2 λx4)中玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的集体激发.运用变分法得到了准一维BEC的2个低能激发模,研究了阱的非简谐性对BEC集体激发的影响,发现当λ>0时,两低能模频谱发生蓝移;当λ<0时,两低能模频谱发生红移.讨论了不同振幅驱动激发下BEC质量中心和宽度的变化:由于囚禁势阱的非简谐性,BEC两低能激发模会发生耦合,使宽度变化产生谐拍.给出了频率驱动下宽度的响应结果.     

导带弯曲对球形量子点光学性质的影响及压力效应

在有效质量近似下,采用三角势近似异质结界面处导带弯曲,并计及流体静压力效应,利用变分原理研究了有限高势垒GaN/AlxCa1-xN球形量子点杂质态一阶线性和三阶非线性光吸收系数随着电子面密度及流体静压力的变化关系.数值计算结果指出,随电子面密度的增加,吸收系数峰值的位置向短波方向移动(即蓝移),且一阶线性吸收峰随之增高,三阶非线性吸收峰随之降低;随压力的增加,吸收系数峰值的位置先向长波方向移动(红移),然后向短波方向移动(蓝移),且一阶线性吸收峰随之降低,三阶非线性吸收峰随之升高.结果表明,压力效应是明显的,导带弯曲效应是不可忽略的.     

InGaAs/InGaAsP量子阱激光器材料带隙蓝移研究

为了在光开关器件的制作中实现低传输损耗的光波导 ,对InGaAs/InGaAsP分别限制异质结多量子阱 (SCH MQW )激光器结构进行了一系列带隙蓝移实验 .将能量 12MeV、注量 15×10 13cm- 2 的P+注入到实验样品后 ,在 70 0℃下快速热退火 90s.发现光致发光谱的峰值位置发生蓝移 989nm .蓝移量随着注入能量和注量的增大而增大 ,并且能量比注量对蓝移的影响更大 .     

多量子阱波导TE、TM模场分析

利用求解边值问题的亥姆赫兹方程和等效折射率近似方法 ,得到了芯区折射率呈锯齿型分布的多量子阱波导TE、TM模场的精确解和等效解 ,并且利用数值计算表明 :在多量子阱波导周期与芯区厚度之比趋于零时 ,精确解和等效解相当好地吻合 .本文的计算表明 ,等效折射率近似是一种研究任意折射率分布的多量子阱波导特性的有效方法     

低偏振相关的半导体光放大器

分析了半导体光放大器的偏振特性,研制成功一种具有低偏振相关增益的半导体光放大器,该器件采用张应变与压应变混合量子阱结构,在有源层解理面上镀制超低剩余反射率减反膜以消除谐振腔效应并抑制自身受激辐射,使入射光信号在经过有源层时获得单程增益,形成行波放大．     

低偏振相关的半导体光放大器

分析了半导体光放大器的偏振特性,研制成功一种具有低偏振相关增益的半导体光放大器,该器件采用张应变与压应变混合量子阱结构,在有源层解理面上镀制超低剩余反射率减反膜以消除谐振腔效应并抑制自身受激辐射,使入射光信号在经过有源层时获得单程增益,形成行波放大。     

温度和应变对InAs量子点荧光光谱的影响

文章主要研究了InAs量子点样品在不同测试温度、激发功率和应变条件下的光致发光(PL)光谱的变化,发现随着测试温度的升高,样品对应的谱线发生红移且光谱强度降低。随着激发功率的提高,样品的PL谱线位置发生轻微的变化,谱线的强度明显增加。在对样品施加0.5%应变后,衬底对应的PL谱线峰位发生微弱的红移,强度增强,而量子点对应的谱线发生微弱的蓝移,其发光强度降低。     

准对称耦合量子阱与光开关结构优化设计

根据光开关对量子阱材料的要求,提出了具体的量子阱结构优化原则。以准对称耦合量子阱为蓝本,利用此优化原则,对其结构进行优化。通过对优化后的准对称耦合量子阱电光特性的分析,发现该量子阱结构在低工作电压(F=40 kV/cm)、低吸收系数(α<100 cm-1)的情况下仍有一很大的场致折射率变化(对TE模入射光,(Δn)max=0.021 6;对TM模入射光,(Δn)max=0.033),从而验证了优化程序的正确性。     

有限深对称量子阱中电子量子比特的性质

通过求解有限深对称量子阱中电子的能量本征方程,得到电子的能量状态;并以此为基础利用基态和第二激发态叠加构造一个量子比特,研究电子量子比特的性质.数值计算结果表明:概率密度的振荡周期与量子阱宽度和深度均有关,当势阱深度给定时,振荡周期随量子阱宽度的增大而增大,当阱宽给定时,振荡周期随势阱深度的增大而减小.各坐标点的概率密度幅值不同,量子阱中心位置概率密度幅值最大,其它位置较小.电子的概率密度以周期T在z方向振荡,不同时间点的概率密度幅值不同,在一个周期内,当t=0T,1T时电子概率密度在阱内中心达到最大,当t=0.5T时电子概率密度在阱内中心达到最小;在阱外电子的概率密度都是向两边逐渐衰减的.     

混相ZnO/ZnMgO多量子阱中电子子带间跃迁光吸收

考虑内建电场的作用,讨论ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO多量子阱(MQW)阱间耦合、尺寸和三元混晶效应对电子子带间跃迁光吸收的影响。利用有限差分法自洽求解导带中电子的Schr9dinger方程和Poisson方程,获得MQW体系电子在基态、第一激发态、第二激发态能级和相应的波函数。采用费米黄金法则分别求出纤锌矿和闪锌矿两种结构子带间跃迁光吸收系数,并采用权重模型,拟合两种结构在0.37x0.62的混相区间光吸收系数。结果表明:在内建电场的作用下,量子阱数目(N_(qw))、尺寸和混晶组分可有效调节MQW结构的光吸收系数,提高光电器件的光吸收效率。光吸收系数峰值随着N_(qw)的增加先发生红移然后蓝移,随着阱宽和组分的增加而发生蓝移。所得结果可为红外光电器件的制备和相关实验提供参考。     

纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中电子的带间跃迁光吸收

考虑纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中内建电场的作用,运用有限差分法自洽求解导带(价带)薛定谔方程和泊松方程,得到系统中电子(空穴)的能级和波函数,进一步采用黄金费米法则求得电子带间跃迁的线性和非线性光吸收系数及折射率变化.结果显示,由于ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO双量子阱中MV/cm量级的强内建电场,系统对尺寸和组分的调节作用较为敏感.当左阱宽度较小和中间垒达到一定宽度时,双阱的耦合作用增强;在给定阱垒宽度时,势垒的内建电场均随Mg组分的增加而增加,导致导带电子和价带空穴能级差变大且电子与空穴的空间分离,吸收峰及折射率变化峰值发生蓝移且相应峰值减小;随着中间垒宽度增加,相应峰值减小且发生红移;随着右阱宽度的增大,相应峰值先增后减且发生红移.此外,入射光强度可调节光吸收系数及折射率变化,随着光强的增加,光吸收系数及折射率变化峰值减小.     

椭圆截面偏心金纳米管的光学特性研究

基于时域有限差分法研究了几何尺寸、内核材料和外界环境、入射光偏振方向对椭圆截面偏心金纳米管光学性质的影响.结果表明,当入射光偏振方向平行截面长轴时,随着内核偏移量的增大,消光光谱中出现高阶峰且共振峰红移,同时在长波长处出现一个强度增大的新峰.新峰随偏心纳米管整体尺寸、内核折射率增大而红移且强度增大,随外界环境折射率增大而红移但强度减小,随短轴增大蓝移且强度减小,其它峰的改变也各有不同.当入射光偏振方向与截面长轴夹角增大时,消光峰红移.     

基于角度调谐的光子晶体滤波特性研究

提出一种含CaF2缺陷层的一维光子晶体结构,可用于光通信波段的可调谐滤波。通过传输矩阵理论对滤波器透射特性进行分析,结果表明:随着周期数目的增加,光子晶体禁带截止度增强,缺陷模半高宽逐渐变窄,同时缺陷层厚度增加使缺陷峰的位置均匀红移;正入射时,所设计滤波器结构的光子禁带范围是1 170~2 150nm;当入射角增大至掠入射过程中,TE模式全角度光子禁带为1 170~2 035nm,TM模式全角度光子禁带为1 170~1 640nm,表明TM模式禁带对入射角度的变化较敏感。研究发现,选取较大的入射角度或增加光子晶体周期数可以使TM,TE模式透射峰完全分离,通过角度调谐方式可实现光通信S波段两种模式的滤波。该光子晶体滤波器具有高透射率,窄半高宽,宽调谐范围的滤波特性,可有效提高传统滤波器的滤波性能。     

外电场作用下球形量子点的光学性质

在有效质量近似下,运用变分法研究了外电场作用下球形量子点GaN/Al_xGa_(1-x)N的光吸收系数,数值计算了基态和第一激发态的波函数和能级,获得了吸收系数随电场、组分、量子点尺寸以及光强的变化关系.结果表明,随电场强度和量子点尺寸的增加,总吸收系数曲线峰值的位置向长波方向移动,总吸收系数曲线峰值降低;随着Al组分的增加吸收峰发生蓝移,总吸收系数峰值升高;总吸收系数随着光强的增加吸收峰值降低.