量子阱结构是半导体光电子器件的核心组成部分,它是半导体光电子集成的重要基础。现在,在光电子领域,人们着力于发展量子阱光电子器件,量子阱激光器(QW-LD,quantum well laser device)是半导体激光器研究的前沿领域,所以对量子阱激光器的特性进行模拟研究具有重要意义。 本文首先介绍了量子阱激光器的基础知识,研究了模拟量子阱激光器特性的两个典型电路模型:D.S.Gao模型和GRossi模型,在此基础上,利用PSpice这个电路仿真软件,对量子阱激光器的多种特性进行了模拟。但在模拟过程中我们发现它们都有其不足之处,D.S.Gao模型没有区分各个阱的不同,而GRossi模型虽然能够区分各个阱的不同行为,考虑了各个阱的细微差别,但其缺点是不能模拟阱数很多的量子阱激光器的特性。 其次,在D.S.Gao模型中,假定了两个端面的反射率相同,但实际上,激光器的两个端面的反射率往往是不同的,尤其对于OEIC(Opto-electronic Integrated Circuit光电集成回路)中的激光器,通常一个端面为解理面,而另一个端面为刻蚀面,因而两个端面的反射率是不同的,为了与实际符合,D.S.Gao建议在得到的输出功率与光子密度的关系中引入一个调整参数来考虑两个端面反射率不同的情况,但这一参数很难精确选取。本文在给出端面光输出功率与光子密度的关系时就考虑两个端面的反射率是不同的,并得到了相应的表达式。 本文还对GRossi模型中的温度参量进行了修正。GRossi模型给出的QW-LD的PSpice电路模型,虽然有温度参量,但是笔者通过测试发现在修改原程序中的温度参量时,其直流特性完全相同,而我们知道当温度升高时,QW—LD的阀值电流要增大,外量子效率要减小,所以本文对这一点也进行了修正,得出了温度修正因子。 最后,本文还推导了MQW—LD(多量子阱激光器)的最佳阱数的计算公式,并且模拟了阀值电流与腔长的关系,得出了随着腔长由大变小,阀值电流也由大变小,但存在这样一个时刻,某个时刻腔长继续变小,但此时阀值电流却迅速增大的这样一个临界点,并且在这个时刻,量子阱的功率特性将表现出明显的阻尼,这与实际情况是相符合的。