Моделирование полупроводникового лазера на основе наноразмерной гетероструктуры с продольной накачкой электронным пучком

Разработана численная трехмерная модель полупроводникового лазера с вертикальным резонатором (ПЛВР), содержащего резонансную решетку квантовых ям (КЯ). Cамосогласованым образом решены уравнение Гельмгольца для поля и уравнение диффузии для среды, в котором источником носителей заряда является электронный пучок, что позволило найти продольный и радиальный профили генерируемого поля, его частоту, а также пороговый ток накачки. Рассчитаны характеристики мод более высокого порядка на фоне замороженной среды, сформированной генерируемой модой. Предел устойчивости одномодового режима и тип моды, начинающей генерацию при увеличении накачки, найдены из расчета баланса усиления и потерь мод более высокого порядка. Разработан итерационный алгоритм, позволяющий рассчитывать характеристики ПЛВР с большим количеством КЯ, при этом время вычислений линейно растет с числом КЯ. Приведены результаты расчета профилей мод резонатора и спектра их частот для ПЛВР с цилиндрической симметрией. Определены пределы устойчивой одномодовой генерации. Проведено качественное сопоставление с экспериментом.