Лабораторная работа

Исследование частотно-полевых характеристик квантового каскадного лазера в зависимости от типа гетероструктуры

Студент группы РЛ6-42

Петров П.П

Проверил

доц. Малышев К.В.

Москва – 2013

1. Постановка задач исследования

Здесь кратко (2 - 3 фразы) описываются объект, предмет, исходное состояние, цель, актуальность, гипотеза и задачи исследования.

Объект исследования – квантовокаскадные лазеры. Квантовокаскадные лазеры – это… Они имеют следующие характерные особенности …

Предмет исследования – Частотно-полевая характеристика (ЧПХ) AlGaAs квантовокаскадных лазеров терагерцового диапазона. Такая ЧПХ имеет следующие характерные особенности …

Исходное состояние проблемы - методика расчета ЧПХ AlGaAs квантовокаскадных лазеров терагерцового диапазона. Ее характерные особенности состоят в следующем…

Цель работы Исследовать ЧПХ AlGaAs квантовокаскадных лазеров терагерцового диапазона в зависимости от типа гетероструктуры.

Актуальность исследования: Исследование поможет увеличить количество спектральных линий излучения AlGaAs квантовокаскадных лазеров терагерцового диапазона. Именно сейчас это пригодится в таких-то устройствах ….

Гипотеза исследования: Выбор гетероструктуры квазипериодического типа увеличит количество спектральных линий.

Задачи исследования:

1) Проверить правильность процедур расчета на эталонном примере.

2) Исследовать зависимость ЧПХ AlGaAs квантовокаскадных лазеров терагерцового диапазона от типа гетероструктуры.

1. Результаты работы

Здесь на 3 страницах описывается то, что сделал лично автор работы, что он добавил от себя к тому фундаменту, который был описан в исходном состоянии проблемы. Заголовки параграфов повторяют задачи исследования. Каждый параграф заканчивается подробными выводами. Эти выводы в краткой форме образуют следующую главу «Выводы» и станут положениями, выносимыми автором на защиту.

1. Проверка правильности процедур расчета на эталонном примере

Здесь подробно объясняется поведение графиков при изменении параметров в хорошо изученных предельных случаях, допускающих простые объяснения.

Если тип гетероструктуры выбрать «Luo_2007, то получаем ЧПХ эталонной трехъямной квантовокаскадной структуры … при следующих значениях остальных параметров….

Характерные значения частот и пиковых значений коэффициента оптического усиления =… (…) и достигаются для параметров…. Это объясняется таким-то влиянием таких-то параметров на значения … скорости переходов. Скорость переходов равна …при следующих значениях параметров…. Из ф-лы для коэффициента оптического усиления следует, что при этом ЧПХ будет такой-то…

Выводы по этой задаче:

1. Проверена правильность процедур расчета на эталонном примере. При таком –то изменении таких-то параметров скорость переходов и ЧПХ меняются так-то. Это объясняется тем-то и тем-то (подробно). Программная среда такая-то… При таких –то условиях и параметрах время расчета того-то составляет столько-то…и т.д..

2. Проведенный анализ показывает, что применяемые процедуры расчета верны, и с их помощью можно решать следующие задачи исследования.

1. Исследование зависимости ЧПХ AlGaAs квантовокаскадных лазеров терагерцового диапазона от типа гетероструктуры

После доказательства правильности разработанных процедур расчета на примере эталона переходим к исследованию нестандартных случаев. Неварьируемые параметры следует выбирать так, чтобы проявлялась наноэлектронная специфика. В частности, семейства кривых на графиках, отличающихся параметрами наноструктур, должны заметно отличаться, а не сливаться в одну кривую.

Здесь подробно объясняется поведение графиков при изменении типа гетероструктуры. Основой этих объяснений являются зависимости скорости переходов от типа гетероструктуры и других параметров.

Полученные семейства ЧПХ приведены на рис. … При изменении типа гетероструктуры кривые меняются следующим образом …Это объясняется тем, что скорость переходов зависит от матричных элементов следующим образом…. Из ф-лы для коэффициента оптического усиления видно, что увеличение перекрытия волновых функций увеличивает матричные элементы , а значит, и скорости переходов. Поэтому…

Минимальное (максимальное) значение коэффициента оптического усиления =… (…) и достигается для таких-то значений таких-то параметров. Это объясняется таким-то влиянием таких-то параметров на значения заселенностей энергетических уровней. Значения инверсности заселенностей меняют знак при следующих значениях таких-то параметров. Из ф-лы для коэффициента оптического усиления следует, что при этом ЧПХ будет изменяться следующим образом…

Выводы по этой задаче:

1. Исследована зависимость максимальной инверсности заселенностей N от типа гетероструктуры. При переходе от типа такого-то к типу такому-то N меняется в диапазоне от … до…. Это объясняется тем-то и тем-то (подробно).

2. Исследована зависимость ЧПХ от типа гетероструктуры. При переходе от типа такого-то к типу такому-то ЧПХ меняется так-то и так-то. Это объясняется тем-то и тем-то (подробно).

1. Выводы

В этой главе кратко (2-3 фразы, обязательно с числами) приводятся выводы из всех параграфов главы «Результаты». Формулировки основных выводов повторяют формулировки задач исследования.

1. Проверена правильность процедур расчета на эталонном примере. При таком –то изменении таких-то параметров скорость переходов и ЧПХ меняются так-то. Это объясняется тем-то и тем-то (кратко). Программная среда такая-то… При таких –то условиях и параметрах время расчета того-то составляет столько-то…

2. Исследована зависимость максимальной инверсности заселенностей N от типа гетероструктуры. При переходе от типа такого-то к типу такому-то N меняется в диапазоне от … до…. Это объясняется тем-то и тем-то (кратко).

3. Исследована зависимость ЧПХ от типа гетероструктуры. При переходе от типа такого-то к типу такому-то ЧПХ меняется так-то и так-то. Это объясняется тем-то и тем-то (кратко).

4