Çift farklı yapı seçimi ve kuantum iletkenlerinde uygulanması ile kuantum noktalı lazerin gelişiminin ve üstünlüklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, Kuantum Lazerlerinde bazı çift farklı yapı seçimleri için kullanılan Verim programı ve Kuantum Lazer tasarımı için gereken parametreleri hesaplayan Dalga Kılavuzu programı kullanılarak; çift faklı yapı seçimi ve kuantum iletkenlerinde uygulamaları yedi malzeme ile gerçekleştirilmiş ve kuantum noktalı lazerin diğer kuantum lazerlere olan üstünlükleri incelenmiştir.Verim bilgisayar programı kullanılarak; her bir malzeme sistemi için giriş parametreleri, çıkış parametreleri, band hesaplamaları, malzeme seçimi, iletim bandı, değerlik bandı ve zayıf deşik bandları için enerji değerleri, hapis faktörleri, verim hesaplamaları, eşik akım yoğunluğu Jth ve verim eğim hesaplamaları yapılmıştır. Bu hesaplamalardan elde edilen sonuçlar ile uygun QWs sayısı, QWs sayısı, verim eğimi (%), eşik akım yoğunluğu Jth (A/cm2), eşik akımı Ith(mA) ve her bir malzeme için band offset değerleri ayrı ayrı elde edilmiş ve malzemelerin veriminin pik değerinin bulunması sağlanmıştır.Dalga kılavuzu programı kullanılarak hapis faktörü, uzak alan, yakın alan, dalga kılavuzu parametreleri ile formüllerin kullanımı, karmaşık modun dalga kılavuzu ile çözümü, dalga kılavuzu ile numerik metod kullanımı ile ilerleme sabitinin çözümü, giriş dosyaların oluşturulması ve dalga kılavuzlu yapı ile bu bilgiler ışığında analiz yapılması ve bu bilgilerin grafiklerle değerlendirilmesi üzerinde durulmuş ve bu verilerle yedi malzeme üzerinde değişik dalga boylarında hesaplamalar yapılmıştır.Elde edilen değerlerin daha önce yapılmış deneysel ve teorik çalışma sonuçları ile uyum içinde olduğu gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Esik akım yogunlugu Jth, verim egimi (%)Jth (A/cm2), esikakımı Ith(mA), hapis faktörü, band offset oranı, uzak alan,yakın alan, dalga kılavuzu parametreleri.

In this thesis, by using the program code of Gain for the selection of double hetero-structure, and program code of Waveguide which calculate the needed parameters for designing Quantum Lasers; the selection of double hetero-structure and the aplication of Quantum Conductures are realised with seven materials and its priority of Quantum dot lasers on other Quantum Lasers are observed.By using Gain computer program; for each material systems, input parameters, output parameters, band calculations, selection of materials, conduction band, valance band and weak hole bands for energy values, confinement factors, efficiency caculations, threshold current density Jth and calculations for slope of efficiency are carrid out. The outputs handed from calculations and suitable number of Quantum wells, slope of efficiency (%), threshold current density Jth (A/cm2), threshold current Ith(mA) and band offset values for each materials are handed one by one and it is ensured the determination of peak values of efficiency of materials.By using waveguide program, confinement factor, far field, near field, parameters of waveguide with the use of formulas, the solution of complex mode by using waveguide, the solution of propagation constant by using the numeric method of waveguide the establishment of input files, under the light of these information are analysed and stressed on the evaluation of graphics, and with these data at various wavelengths on seven materials have been calculated.It is observed that the values obtained are in agreement with the previous experimental and theoretical results.Key Words: Threshold current density Jth, efficiency slope (%)Jth (A/cm2),threshold current Ith(mA), confinement factor, band ofset ratio,far field, near field, parameters of waveguide.