新型半导体光电子器件的计算机模拟

本课题完成了一个实用化的半导体量子阱激光器的模拟程序，这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，还把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，结果表明在不需要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。