·以经典的半导体激光器理论为基础,本论文工作给出了适合于分析量子阱激光器的理论模型,并将其进一步应用到器件的一维、二维及准三维计算机模拟中,提供了一套适用性很强的量子阱激光器计算机辅助分析系统。具体研究内容及创新工作如下: 1.以经典器件方程为基础,为了处理隧穿、量子尺寸及量子斯塔克效应,得到精确的载流子分布,首次将薛定谔方程引入到横向分析当中,特点是将薛定谔方程在整个量子阱有源区内求解,使对量子阱激光器特性的分析结果更接近实际。又进一步提出了尤其适合于量子阱DFB或DBR激光器准三维分析的理论模型。2.数值分析上,首次在量子阱激光器的横向分析中设计了包含薛定谔方程的自洽求解方法,并应用到阱区载流子浓度的计算中。在DFB或DBR激光器的准三维模拟中,通常将横向与纵向计算反复迭代进行,极其耗时,本工作首次提出了先将横向分析得到的参数作多项式拟和,再传递到纵向,使三维的计算量减到一维,极大地缩短了模拟时间。3.在逐步完善理论模型的基础上,采用可视化VC 界面制作及多线程技术设计了量子阱激光器计算机辅助分析系统QWCAD。QWCAD 包括激光器横向一维、二维分析模块,能带结构分析模块,能带不连续性计算模块,波导优化设计模块,纵向一维分析模块,准三维分析模块及多量子阱有源区优化设计模块。其中运用了分层编辑和多段组合等方法,解决了器件描述方面的问题。这些模块能够分析FP、DFB、DBR 水平腔半导体量子阱激光器的阈值特性、L-I 特性、V-I 特性、模式特性、温度特性及小信号AM/FM 调制特性,给出载流子分布、光子分布、能带结构、状态密度及材料增益等。4.应用能带结构分析模块分析了AlGaInAs 量子阱体系阱宽、增益等参数与组分的关系,并提供了一些很适用的关系式。另外用5 带k ? p模型分析了InAs/GaAs/InP 自组装量子点的能带结构,很好地解释了其室温PL 谱峰值相对于InAs/InP 自组装量子点的红移现象。应用优化设计系统对多量子阱InGaAlAs 激光器的阱数和腔长进行了优化设计;应用横向分析系统模拟了InGaAs/InP 激光器的载流子分布,并给出了不同模型的比较结果;应用准三维分析系统模拟了3 相移DFB激光器的纵模特性及AM/FM 调制响应特性。