Моделирование квантово-каскадного лазера эквивалентной схемой с учетом влияния горячих электронов и горячих фононов

Исследуется влияние динамики горячих электронов и фононов на выходные характеристики квантово-каскадного лазера (ККЛ) с помощью моделирования эквивалентной схемой. Модель построена на основе уравнения энергетического баланса, определяющего электронную температуру уровней в активной области, уравнения теплопереноса для учета температуры решетки, скорости образования неравновесных фононов, учитывающей динамику горячих фононов, и упрощенных двухуровневых скоростных уравнений динамики носителей заряда и фотонов в активной области. Данная методика упрощает описание электрон-фононного взаимодействия в ККЛ вдали от равновесия. С использованием представленной модели изучены и проанализированы стационарный и нестационарный отклики ККЛ в широком диапазоне температур теплового резервуара (от 80 до 320 K). Модель позволила объяснить полученные рабочие характеристики ККЛ. Ожидается, что данная предсказательная модель будет применима ко всем ККЛ-системам, работающим в импульсных и непрерывных режимах.