導(dǎo)導(dǎo)體可飽和吸收體調(diào)Q的微觀機理研究.pdf

1、全固態(tài)調(diào)Q激光器,即在普通固體激光器中加入調(diào)Q元件構(gòu)成的激光器,具有全固化、體積小、泵浦效率高等優(yōu)勢,受到人們極大的關(guān)注,具有廣泛的應(yīng)用前景。對于調(diào)Q激光器來說,調(diào)Q元件的性能對激光器的輸出有著極大地影響,故對其性能參數(shù)的優(yōu)化也至關(guān)重要。半導(dǎo)體可飽和吸收體作為新型的被動調(diào)Q元件,具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便和成本低的優(yōu)點,成為被動調(diào)Q激光領(lǐng)域研究的熱點。
　　 本論文采用速率方程理論,對中間鏡式半導(dǎo)體可飽和吸收鏡被動調(diào)Q激光器

2、進行了輸出能量的最佳化研究;利用分子模擬技術(shù)分別對GaAs和InGaAs半導(dǎo)體可飽和吸收體的電子結(jié)構(gòu)和彈性性質(zhì)進行了理論模擬。論文的主要創(chuàng)新性內(nèi)容有以下三個部分:
　　 (Ⅰ)根據(jù)中間鏡式半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的調(diào)Q機制,同時考慮了InGaAs可飽和吸收層以及GaAs襯底的可飽和吸收作用,在高斯分布下引入了歸一化參數(shù)并給出了描述中間鏡式半導(dǎo)體可飽和吸收鏡調(diào)Q激光脈沖輸出性能的歸一化速率方程的模型,對中間鏡式可飽和吸收體調(diào)Q激光器的脈

3、沖能量、峰值功率以及脈沖寬度做了最佳化研究,首次得出了中間鏡式半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(C-SESAM)被動調(diào)Q激光器在輸出特性最佳化條件下的關(guān)鍵性能參數(shù)和相應(yīng)曲線。
　　 (Ⅱ)用基于密度泛函理論的平面波贗勢法首先對GaAs本征點缺陷(鎵空位、砷空位、鎵替代砷、砷替代鎵、鎵間隙、砷間隙)存在時的晶格結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,得到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu);然后通過各缺陷形成能的計算可得知其在生長過程中形成的難易程度,并從態(tài)密度的角度對各種本征點缺陷引起的缺陷能

4、級及電子占據(jù)情況進行了分析;最后對帶有不同本征點缺陷的GaAs飽和吸收體的彈性常數(shù)進行了計算,并研究了本征點缺陷的存在對GaAs飽和吸收體的彈性性質(zhì)的影響。計算得到的本征缺陷能級對于分析GaAs可飽和吸收體中EL2深能級缺陷的形成機理有重要幫助;而彈性常數(shù)的計算也將有助于進一步分析含有深能級缺陷結(jié)構(gòu)的GaAs飽和吸收體的彈性性質(zhì),并對GaAs晶體作為飽和吸收體用于被動調(diào)Q激光器具有理論指導(dǎo)意義:
　　 (Ⅲ)運用Castep軟件

5、研究了In原子摻雜濃度漸變的InGraAs晶體的電子結(jié)構(gòu)和彈性性質(zhì),得到了In原子摻雜濃度漸變的三種InGaAs晶體的態(tài)密度分布曲線和彈性常數(shù)值,并采用Voigt-Reuss-Hill方法計算得到相應(yīng)的彈性模量值。通過模擬發(fā)現(xiàn)InGaAs晶體的帶隙寬度隨著In原子的摻雜濃度升高而減小;晶體彈性性質(zhì)具有立方晶系的對稱性,隨著In原子摻雜濃度增大,InGaAs晶體的彈性常數(shù)和彈性模量值變小,晶體的脆性降低,延性增強,晶格更容易發(fā)生形變;將模