有限差分，分析激光器内载流子浓度的分布

资 源 简 介

有限差分，分析激光器内载流子浓度的分布

详 情 说 明

有限差分法是一种数值计算方法，常用于求解微分方程，特别适用于半导体激光器内部载流子浓度分布的分析。在激光器工作过程中，载流子（电子和空穴）在有源区的分布直接影响器件的发光特性、效率以及稳定性。

在激光器有源区，载流子浓度的不均匀分布会导致自发发射光谱的变化。自发发射光谱是指在没有外部光反馈的情况下，载流子复合时释放的光子能量分布。通过有限差分法，我们可以将连续的载流子输运方程离散化，从而在空间上划分网格，逐个计算每个网格点的载流子浓度。

具体分析时，通常关注以下几个关键点： 载流子输运方程：包括扩散、漂移和复合过程，这些方程通过有限差分法转化为代数方程。 边界条件：激光器的电极接触面、界面缺陷等会影响载流子注入和复合行为，需合理设定边界条件。 自发发射光谱模拟：载流子浓度分布确定后，结合能带结构，可以计算自发发射光谱的强度和峰值位置。

这种方法不仅能优化激光器设计，还能帮助理解器件性能退化机制，如载流子泄漏或非辐射复合对光谱的影响。未来可结合更复杂的物理模型（如多量子阱结构）进行更精确的模拟。