مدل سازي نويز شدت در ليزرهاي نقطه كوانتمي با اثرات پهن شدگي ناهمگن و ديناميك واهلش حامل

Modeling of intensity noise in quantum dot lasers with effects of inhomogeneous broadening and carrier relaxation dynamics

در اين مقاله ويژگيهاي نويز شدت در سه ناحيه از ساختار نقاط كوانتمي در ليزرهاي نقطه InGaAs مورد مطالعه قرار مي گيرد. بيشتر ويژگي هاي مهم طيف نويز الكتريكي و نوري، بوسيله اندازه پهن شدگي ناهمگن و زمان واهلش حامل در ليزرهاي نقطه كوانتمي تعيين مي شود . با در نظر گرفتن اثرات بهره مدي كلي و گريز حرارتي حامل از نقاط كوانتمي، معادلات آهنگ را بطور عددي با استفاده از روش رانگ-كوتا مرتبه چهار حل كرده و اثرات تنگنا فونون و پهن شدگي ناهمگن را در مشخصه هاي نويز شدت ليزرهاي نقطه كوانتمي بررسي مي كنيم. بازتركيب حامل در خارج از نقاط ( درون چاه كوانتمي) ، كه با ديگر مدل ها قابل مطالعه نيست در اينجا مطالعه مي شود. در اين مقاله نشان داده مي شود نويز به پنج منبع تقسيم مي شود بعلاوه اثر تنگناي فونون باعث افزايش نويز مي شود.

In this paper, the intensity noise characteristics in the three regions of quantum dots(QD) structure in InGaAs quantum dot lasers is studied here.The most important characteristics of the optical and electrical noise spectra are determined by the degree of inhomogeneous broadening and carrier relaxation time of QD lasers.With considering the effects of total modal gain and thermal carrier escape from QDs, we solve rate equations numerically using fourth-order Runge-kutta method and analyze the effects of phonon bottleneck and inhomogeneous broadening on intensity noise characteristic of QD lasers.Carrier recombination outside the dot (inside the quantum-well region), which is impossible to study with other models, is studied here.In this paper, it is shown that noise can be split into five sources. Besides, Phonon bottleneck effect is shown to increase the noise.