Numerische Berechnung der elektronischen ... - SAM - ETH Zürich
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8.2. SIMULATION EINES QUANTUM-WELL-LASERS 115<br />
(a) TE-Richtung ¯hω in eV g in cm −1 λ in nm<br />
LB und VB: ungekoppelt 1.514 1577 818,9<br />
LB: gekoppelt, VB: ungekoppelt 1.510 1286 821,2<br />
LB: gekoppelt, VB: 4×4 ohne SO-Band 1.511 926 820,3<br />
LB: gekoppelt, VB: 6×6 mit SO-Band 1.506 761 823,5<br />
(b) TM-Richtung ¯hω in eV g in cm −1 λ in nm<br />
LB und VB: ungekoppelt 1.520 1665 815,7<br />
LB: gekoppelt, VB: ungekoppelt 1.516 1317 817,6<br />
LB: gekoppelt, VB: 4×4 ohne SO-Band 1.516 1002 817,8<br />
LB: gekoppelt, VB: 6×6 mit SO-Band 1.538 514 806,1<br />
Tabelle 8.1: Photonenenergie maximaler Verstärkung, die lokale optische<br />
Verstärkung und Wellenlänge dieser Lichtwelle eines Al 0,2 Ga 0,8 As–<br />
GaAs–Quantum-Wells <strong>der</strong> Breite 68 Å für verschiedene Modelle für<br />
(a) die TE-Richtung und (b) die TM-Richtung.<br />
(a) TE-Richtung ¯hω in eV g in cm −1 λ in nm<br />
LB und VB: ungekoppelt 1.329 1909 932,7<br />
LB: gekoppelt, VB: ungekoppelt 1.301 1217 953,1<br />
LB: gekoppelt, VB: 4×4 ohne SO-Band 1.300 552 953,9<br />
LB: gekoppelt, VB: 6×6 mit SO-Band 1.313 10 944,1<br />
(b) TM-Richtung ¯hω in eV g in cm −1 λ in nm<br />
LB und VB: ungekoppelt 1.472 926 842,3<br />
LB: gekoppelt, VB: ungekoppelt 1.301 559 950,8<br />
LB: gekoppelt, VB: 4×4 ohne SO-Band 1.302 16 952,4<br />
LB: gekoppelt, VB: 6×6 mit SO-Band 1.314 32 943,2<br />
Tabelle 8.2: Photonenenergie maximaler Verstärkung, die lokale optische<br />
Verstärkung und Wellenlänge dieser Lichtwelle eines Al 0,2 Ga 0,8 As–<br />
In 0,2 Ga 0,8 As–Quantum-Wells <strong>der</strong> Breite 68 Å für verschiedene<br />
Modelle für (a) die TE-Richtung und (b) die TM- Richtung.<br />
8.2 Simulation eines Quantum-Well-Lasers<br />
Innerhalb <strong>der</strong> Arbeit konnte eine Laserdiode (siehe Abbildung 8.4) mit einem komplexen<br />
Bandstrukturmodell, dem 4×4-Luttinger-Kohn-Hamiltonian, simuliert werden.<br />
Dies war möglich durch die Implemenation <strong>der</strong> reduzierten Zustandsdichten<br />
und optischen Matrixelemente in Gleichung 7.4 in LASER-DESSIS. Es wurde bei<br />
konstanter Temperatur gerechnet. Verwendet wurde die cosh-Verbreiterungsfunktion.<br />
Die Reflektivitäten <strong>der</strong> Seitenspiegel waren 0,9 und 0,07. Die aktive Zone war<br />
eine 8,5 nm dicke Schicht In 0,2 Ga 0,8 As in einem gradiert gewachsenen Al x Ga 1−x As-<br />
Substrat, dessen Aluminiumgehalt von x=0,28 auf x=0,2 zum Quanten-Well abnahm.<br />
Eine prägnante Abweichung <strong>der</strong> Ergebnisse (Abbildung 8.5) ist sichtbar. Die<br />
Energie mit <strong>der</strong> größten Verstärkung wird bei <strong>der</strong> Implementation des 4×4-Hamiltonian<br />
um ∼ 150 meV höher vorhergesagt als bei Implementation <strong>der</strong> ungekoppelten<br />
Bandstrukturmodelle. Eine weitere Untersuchung dieser Unterschiede war zeitlich<br />
innerhalb <strong>der</strong> Arbeit nicht mehr möglich.
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