Μελέτη τoυ αργού φωτός και της δυναμικής της πόλωσης σε ημιαγωγικές δομές κάθετης κοιλότητας
Loading...
Date
Authors
Μουρκιώτη, Γεωργία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη ημιαγωγικών δομών καθέτου κοιλότητας και διαχωρίζεται σε δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος της παρούσα εργασίας (Κεφ.1- Κεφ.5) πραγματοποιείται η μελέτη επιβράδυνσης του φωτός μέσω ημιαγωγικών οπτικών ενισχυτών κάθετης κοιλότητας επιφάνειας κβαντικών τελειών (QD-VCSOAs). Αρχικά, στο θεωρητικό μέρος ξεκινάμε με την περιγραφή του αργού φωτός. Στο δεύτερο κεφάλιο λοιπόν αναφέρεται ο ορισμός του αργού φωτός καθώς και μηχανισμοί επιβράδυνσης του. Ακόμη, στο ίδιο κεφάλαιο, αναφέρονται κοινές διεργασίες που οδηγούν σε δημιουργία αργού φωτός, καθώς και τα όρια του μέσω των γραμμών οπτικής καθυστέρησης. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται το μοντέλο QD-VCSOA. Γίνεται αναφορά στις κβαντικές τελείες ως ενεργό υλικό, περιγράφεται ο τρόπος διαμόρφωσης του QD-VCSOA και περιγράφεται το μοντέλο εξισώσεων ρυθμού που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη μας. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφερόμαστε στο μοντέλο QD-VCSOA για αργό φως. Πιο συγκεκριμένα, γίνεται ανάλυση του μαθηματικού μοντέλου καθώς και των δομικών του χαρακτηριστικών. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο παραθέτουμε τα αποτελέσματα από το πρώτο μέρος της εργασίας που αφορά την επιβράδυνση φωτός μέσω QD-VCSOA. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας (Κεφ.6- Κεφ.10) πραγματοποιείται μελέτη της δυναμικής της πόλωση σε QD spin-VCSELs δηλαδή σε ημιαγωγικά σπιν-λέιζερ καθέτου κοιλότητας επιφανιακής εκπομπής κβαντικών τελειών. Η μελέτη μας πραγματοποιείται πάνω στο δεδομένο πως εισάγουμε μια επιπλέον κατάσταση στο σύστημα, τη διεγερμένη κατάσταση. Στο έβδομο κεφάλαιο ξεκινάμε με την περιγραφή του θεωρητικού υποβάθρου για τα QD-VCSELs. Συγκεκριμένα, γίνεται αναφορά στα κβαντικά περιορισμένα μέσα απολαβής, στη δομή ενός VCSEL καθώς και στη συμπεριφορά πόλωσης μιας τέτοιας δομής. Στη συνέχεια, στο ίδιο κεφάλαιο αναφερόμαστε στη θεωρία των spin-VCSELs, όπως για παράδειγκμα στην έγχυση σπιν, στην οπτική άντληση κ.τ.λ. Περνώντας στο όγδοο κεφάλαιο πραγματοποιείται η εισαγωγή του μαθηματικού μοντέλου. Αρχίζουμε με την περιγραφή των εξισώσεων ρυθμού τόσο για τα πεδία όσο και για τους φορείς, όταν το σπιν αγνοείται. Στη συνέχεια περιγράφονται οι εξισώσεις ρυθμού τοσο για τα πεδία όσο και για τους φορείς όταν το σπιν συμπεριλαμβάνεται. Να σημειώσουμε πως και στις δύο περιπτώσεις αναφερόμαστε για εξισώσεις ρυθμού τροποποιημένες, αφού έχουμε
xi
εισάγει μια επιπλέον ενεργειακή κατάσταση, τη διεγερμένη. Στο ένατο κεφάλαιο αναφερόμαστε στους τρόπους με τους οποίους πραγματοποιήθηκε η ανάλυση της δυναμικής της συσκευής μας, δηλαδή τη μέθοσο μεγίστου εκθέτη Lyapunov (Largest Lyapunov Exponent-LLE) και τη θεωρία διακλαδώσεων (Bifurcation Theory). Τέλος, στο δέκατο κεφάλαιο παραθέτουμε τα αποτελέσματα της μελέτης μας για τη δυναμική σε QD spin-VCSEL στο οποίο έχει εισαχθεί η διεγερμένη κατάσταση.
Description
Keywords
Αργό φως, Κβαντικές τελείες, Οπτικός ενισχυτής, Πόλωση, Χάος, Ευστάθεια