رسالة ماجستير
ناقشت كلية العلوم للبنات بجامعة بغداد رسالة الماجستير الموسومة “ا النمذجة العدديَّه لانبعاث الليزر من سطح تجويف عموَدي لتصميم الفوتونيات”
للباحثة رند مهدي خضير.
أهداف الرسالة
تناولت الدراسة تصميم ونمذجة ليزر ذي التجويف الرأسي باعث السطح (VCSEL) العامل عند طول موجي مستهدف 850 nm، اذ استُخدمت طريقة مصفوفة النقل (TMM) في نموذج أحادي البعد لتصميم وتحليل المرايا العاكسة الموزعة (DBR)، ثم استُخدمت طريقة العناصر المحددة (FEM) لتطوير نموذج ثنائي الأبعاد يتيح دراسة الخصائص البصرية والكهربائية والحرارية للجهاز، وذلك باستخدام برنامج RSoft LaserMOD.
مضمون الرسالة
- اعتمدت بنية الجهاز على مرايا عاكسة موزعة من مادة Al₀.₅₅Ga₀.₄₅As، بواقع 36 زوجًا للمرآة السفلية و32 زوجًا للمرآة العلوية، مع منطقة فعالة تتكون من ثلاثة آبار كمومية سمك كل منها 0.008 µm، وفتحة أكسدة بقطر 10 μm، وذلك بهدف مقارنة أداء النموذجين أحادي وثنائي الأبعاد.وأظهرت النتائج أن قمم الانبعاث في النموذج ثنائي الأبعاد بلغت نحو 857 nm لمادة GaAs و860 nm لمادة AlGaAs، كما بلغ تيار العتبة عند درجة حرارة 300 K نحو 0.45 mA لـ GaAs و0.67 mA لـ AlGaAs.كما اظهرت كسبًا بصريًا مقداره 350 سم⁻¹لبنية AlGaAs ، مقابل400 سم⁻¹ لبنية GaAs. كما بلغ قطر المجال النمطي 3.4 μm وزاوية التباعد 18° لبنية AlGaAs، مقارنة بـ 4 μm و24° لبنية GaAs مع ظهور تأثيرات التسخين الذاتي عند ارتفاع درجات الحرارة.
توصيات الرسالة
- دراسة تأثير تراكيز الألمنيوم المختلفة في مركب AlGaAs على الخصائص البصرية والحرارية لأجهزة VCSEL.
- تحسين هندسة التجويف وأبعاد فتحة الأكسدة لتحسين حصر النمط وتقليل الفواقد البصرية.
- توسيع التحليل ليشمل نموذجًا ثلاثي الأبعاد (3D) لتمثيل سلوك الأجهزة الحقيقية بدقة أكبر.
- التحقق تجريبيًا من النتائج العددية للتأكد من دقة وموثوقية نماذج المحاكاة.
تقدير الرسالة
والتقدير الذي حصلت عليه الباحثة: امتياز.


