تحليل و شبيه سازي يك ليزر آبشاري كوانتومي تراهرتزي با استفاده از يك پمپ نوري خارجي

Analysis and Simulation of a Terahertz Quantum Cascade Laser using an External Optical Pump

اين مقاله به تحليل و شبيه ‌سازي يك ليزر آبشاري كوانتومي (QCL) تحريك شده با پمپ نوري خارجي در محدوده‌ي تراهرتز پرداخته است. الگوي استفاده شده در اين مقاله بر اساس الگوي استاندارد معادلات نرخ چهارسطحي حاكم بر ليزرهاي آبشاري كوانتومي مي‌باشد. با استفاده از الگوي استفاده شده، مشخصه‌هاي ايستا، پويا و رفتار فركانسي ليزر آناليز و محاسبه مي‌شوند. نتايج حاصل از تحليل ايستا نشان مي‌دهند در شرايط پمپ نوري ثابت، با افزايش جريان تزريقي، بازده تبديل و پمپ به نور تراهرتز افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين تحليل حاصل از نتايج گذرا نشان مي‌دهد كه تأخير زماني توليد نور تراهرتز، با افزايش جريان تزريقي كاهش مي‌يابد. شبيه سازي‌هاي اين مقاله با نتايج تئوري منتشر شده مطابقت مي‌كند.

This paper analyzes and simulates a quantum cascade laser (QCL) stimulated by an external optical pump in the terahertz range. The pattern used in this paper is based on the standard model of quadrature-level rate equation for a quantum cascade lasers. Using the applied pattern, static, dynamic, and laser frequency behavior is analyzed and calculated. The results of the static analysis show that under constant optical pump conditions, increasing the injection rate, the conversion efficiency and pump intensity increase to terahertz light. In addition, the analysis of transient results shows that the time delay of the production of terahertz light decreases with increasing injectable current. The simulations of this paper correspond to the published results of the theory.