半导体激光器需要计算模拟嘛

半导体激光器需要计算模拟。实用化的半导体量子阱激光器的模拟程序，是首次实现了基于能量输运模型的激光器模拟器。模拟时共求解八个方程。六个半导体方程采用三角元网格，亥姆霍兹方程采用有限元法离散，其广义特征值采用Lancgos算法求解。在求解策略方面为自洽地求解电学方程和光学方程，使整个计算过程快速、稳定。提出了一种新的在光子能量大于禁带宽度时的本征半导体折射率实部模型，此外，把Fermi统计加入到能量输运模型中，对稳埋异质结构的渐变折射率单量子阱激光器进行了实例模拟，结果表明在不引入任何拟合参数的情况下，与实验结果非常吻合，得到了光强-电流曲线，增益曲线以及不同偏置条件下的光子分布图。

俺都不知道是什么东西，就胡乱给你找了一下，不好意思

摘 要 根据Lang-kobayashi带光反馈的半导体激光器模型，从理论上推导出其稳定条件.数学模拟表明，对于动态单模半导体激光器，少量的外光反馈也会改变激光器的输出模式，随着反馈量的增加，激光器的振荡模式亦增加，并始终为(2n＋1)个模式.

参考文献

1，Lang Roy,Kobayashi Kohroh.External optical feedback on semiconductor injection laser properties.IEEE Journal of Quantum Electronics,1980,16(3):347～365

2，Tromborg Bjarne,Osmundsen Jens Henrik,Olesen Henning.Stability analysis for a semiconductor laser in an external cavity.IEEE Journal of Quantum Electronics,1984,20(9):1023～1032

3，Masoller C,Abraham N B.Stability and dynamical properties of the coexisting attactors of an external-cavity semiconductor laser.Physical Review(A),1998,57(2):1313～1322

4，Hiborn Robert C.Chaos and nonlinear dynamics(Oxford Student Editon).New York.Oxford,1994:69～105

5，Masoller C,Schifino A C Sicardi,Cabeza C.Chaotic properties of the coherence collapsed state of laser diodes with optical feedback.Optical Communication,1993,100(2

根据固体的能带理论，半导体材料中电子的能级形成能带。高能量的为导带，低能量的为价带，两带被禁带分开。引入半导体的非平衡电子-空穴对复合时，把释放的能量以发光形式辐射出去，这就是载流子的复合发光。

一般所用的半导体材料有两大类，直接带隙材料和间接带隙材料，其中直接带隙半导体材料如GaAs（砷化镓）比间接带隙半导体材料如Si有高得多的辐射跃迁几率，发光效率也高得多。

半导体复合发光达到受激发射（即产生激光）的必要条件是：①粒子数反转分布分别从P型侧和n型侧注入到有源区的载流子密度十分高时，占据导带电子态的电子数超过占据价带电子态的电子数，就形成了粒子数反转分布。②光的谐振腔在半导体激光器中，谐振腔由其两端的镜面组成，称为法布里一珀罗腔。③高增益用以补偿光损耗。谐振腔的光损耗主要是从反射面向外发射的损耗和介质的光吸收。

半导体激光器是依靠注入载流子工作的，发射激光必须具备三个基本条件：

（1）要产生足够的 粒子数反转分布，即高能态粒子数足够的大于处于低能态的粒子数；

（2）有一个合适的谐振腔能够起到反馈作用，使受激辐射光子增生，从而产生激光震荡；

（3）要满足一定的阀值条件，以使光子增益等于或大于光子的损耗。

半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质（即利用电子）在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。

半导体激光器优点：体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。

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