CSP结构半导体激光器光特性二维稳态数值分析

摘要

该文从一个CSP结构半导体激光器简化模型入手,用有限差分法对其稳态条件下的光特性进行了分析,并对分析方法进行了一系列创新,取得了一些有用的结论.在光场波动方程的分析中,该文直接采用二维有限差分法进行分析,回避了传统分析方法中的分离变量法和平面波扩展法.在模式辐射常数的分析中,该文将基于微波网络理论的广义横向谐振法与变分原理相结合以求得到模式辐射常数的精确解.在此基础上,对于由于制造工艺不完善带来的结构及材料参数的偏差所导致的光特性的变化进行讨论.该研究在半导体激光器件的计算机辅助优化设计等方面有着广阔的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

图表清单

注释表

第一章、绪论

1.1半导体激光器的发展简况

1.2半导体激光器的广泛应用

1.3半导体激光器的数值模拟

1.4本论文内容总述

第二章、基本理论模型

2.1基本方程

2.2异质结模型和费米统计模型

2.3载流子复合模型

2.4数值模拟算法流程

第三章、光场波动方程的分析

3.1 CSP结构半导体激光器简化模型

3.2光场波动方程的导出

3.3波动方程的差分形式

3.4差分网格的划分

3.4.1扩展网格法

3.4.2子域法

3.5差分方程的求解

3.5.1系数矩阵赋值

3.5.2边界条件

3.5.3系数矩阵的稀疏性

第四章、模式辐射常数的计算

4.1广义横向谐振法

4.1.1广义横向谐振法基本原理

4.1.2基于横向谐振原理的EDC法

4.1.3多层平板介质波导的等效网络分析

4.1.4方法的验证

4.1.5 CSP半导体激光器等效模型分析

4.2变分法

第五章、数值计算结果及分析

5.1简化模型的自洽迭代结果分析

5.2条形电极与沟道位置不一致对激光器特性的影响

5.3有源区厚度对激光器特性的影响

5.4沟道内AlAs组分变化对激光器特性的影响

结束语

致谢

在学期间发表的论文

参考文献

附录一、阂值条件