半導體量子阱

量阱沿層運，垂層限制，構謂維，垂層形級。級隙隨阱寬增，渡空連續級，反映量阱基效—量尺寸效。

量阱，態密台階狀，完材料拋線型。半導量阱述效，制量阱測器、探測器。

製備半導量阱激器藝包括蒸、刻蝕、減薄、合金、解理、鍍膜、划片、中測、燒結、球焊、老化、裝架、封管和質檢等。為滿足新型激光器的性能要求，上述工藝技術都須精化提高，升級換代，伴隨著許多新的工藝技術和設備製造難題。

採用MBE技術製備的半導體量子阱激光器由於有源區量子阱的寬度只有10 nm左右，量子限制效應導致的能態密度變化使器件的閾值電流密度大大降低，室溫連續工作模式下只有幾百A/cm ，最低甚至可以達到約40 A/cm 。這極大地提高了器件的性能，拓寬了器件的應用領域，使量子阱激光器成為目前半導體激光器市場的主流產品。目前代表性的器件包括用於泵浦YAG激光器的808 nm大功率半導體量子阱激光器，用於光纖通信的1.3μm，1.55 μm量子阱激光器。用於泵浦摻Er光纖放大器的980 nm量子阱激光器等。

半導體量子阱激光器的模擬要比微電子器件的模擬複雜得多，主要體現在以下幾個方面：

一、器件描述

描述系統要首先給出橫向和縱向的大致輪廓，對於橫向，要給出每一層的參數，如長度、寬度、厚度、位置、摻雜濃度、材料體系及組分，還要指出歐姆接觸、肖特基接觸、自由邊界、有源區位置及光限制位置；對於縱向，要給出端面反射情況，相移位置及大小、光柵參數、耦合係數、腔長及用於傳遞矩陣分析的縱向剖分情況，縱向描述是完全有別於微電子器件的。

二、非線性耦合方程組自洽求解

量子阱激光器模擬所應用的理論模型，包括泊松方程，電子空穴連續性方程、熱傳導方程、波動方程、光子速率方程及薛定諤方程，這些方程都是非線性的，通過電勢、准費米能級、載流子密度和光子密度耦合在一起。求解起來不但複雜，而且還耗費時間，首先要全部線性化，然後再建立自洽迭代系統，是否收斂與初值關係密切，不合適的初值還會導致溢出錯誤，中斷求解過程。

三、能帶工程的引入

設計高性能的半導體激光器，特別是低閾值高微分增益應變數子阱激光器，引入能帶工程是必需的．能帶工程可通過薄層材料組分設計來獲得所需發射波長，另外可獲取增益係數、狀態密度、線寬增強因子、微分增益及量子化能級等重要參數。能帶工程還可以定量分析壓應變及張應變對能帶結構的影響及價帶耦合效應，精確的能帶分析還需要能帶不連續性的計算。