در سالهای اخیر مواد نیتریدی کاربردهای بسیار ارزنده ای در صنعت الکترونیک? اپتوالکترونیک?صنایع نظامی و... پیدا کرده اند. از این میان? ساختارهای نامتجانس نیتریدی بخصوص بسیار مورد توجه بوده اند. از خواص مواد نیتریدی بخصوص که چاه های کوانتومی آنها مورد توجه در این پایان نامه می باشد، می توان به بزرگ بودن و مستقیم بودن گاف انرژی ?رسانندگی حرارتی خوب و سرعت اشباع الکترونی بالا اشاره کرد که این خواص باعث مزیت هایی چون ولتاژ شکست بالا? ایجاد نویز کمتر ? پایداری حرارتی خوب و کاربرد در دماهای بالا می گردد. ما در این پایان نامه بعد از معرفی ترانزیستورهای لیزری ، با استفاده از روش تفاضلات متناهی به عنوان روش حل عددی دقیق، و در نظر گرفتن اثرات قطبش خود به خودی و پیزو الکتریک برای ساختار مورد بحث ، کمیت های میکروسکوپیک مورد نیاز برای مدلسازی ترانزیستورهای لیزری را به دست آوردیم. در قسمت نهایی این پایان نامه حالت پایا و حالت گذرا بدون در نظر گرفتن تاثیرات بیس و همچنین با در نظر گرفتن تاثیرات بیس را تحلیل کردیم . و سپس مدولاسیون فرکانس بالای ترانزیستور لیزری در تقریب سیگنال کوچک را بررسی کردیم .

خواص اپتیکی لایه های فلزی دارای حفره های زیر طول موجی به طور خاص از آن هنگام که پدیده ی عبور اپتیکی غیر متعارف*(eot) ارائه شد، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفت. برانگیخته شدن پلاسمون های پلاریتون سطحی متداول و تقلیدی فلز هنگام تابش نور بر سطح آن، عامل این پدیده است . در این پایان نامه از پدید? عبور اپتیکی غیر متعارف در طراحی کاواک تشدید پلاسمونی برای آشکارسازهای چاه کوانتومی مادون قرمز استفاده شده است. در واقع با تلفیق پدید? eot و کاواک تشدید فابری پرو عمق نفوذ میدان با لایه های چاه کوانتومی را افزایش داده ایم که نتیج? هم زمان عبورهای تشدیدی از لای? فلزی حفره دار و انعکاس های چندگان? نور در کاواک تشدید فابری پرو است. در این پژوهش عبور اپتیکی غیر متعارف از بلورهای فوتونی پلاسمونی به روش تزویج مد تحقیق و یک رابط? کلی برای سیستم های مشابه بیان شده است. با مشخص شدن طول موج هایی که در آن بیشینه ی عبور رخ می دهند، محیط فعال آشکار ساز چاه کوانتومی طراحی می شود. با حل معادله شرودینگر به روش تفاضل محدود، توابع موج و مقادیر ویژه انرژی و در ادامه ضریب جذب و بهره ی کوانتومی کاواک های تشدید و سیستم آشکارساز محاسبه می شود. در نهایت میزان پاسخ دهی و آشکارکنندگی که مزیت اضافه کردن کاواک های بلور فوتونی پلاسمونی را نمایان می کند، محاسبه و تحلیل می شود.

هدف از این پایان نامه بررسی اثرات غیرخطی ساختاری روی بهره نوری ترانزیستور لیزری ingaas/gaas است.ترانزیستور لیزری tl مورد نظر ما یک ترانزیستور دو قطبی ساختار نامتجانس hbt است که با به کارگیری نانو ساختارهای چاه کوانتومی در بیس و ایجاد کاواک نوری،می توان علاوه بر تقویت سیگنال الکتریکی ، سیگنال نوری همدوس نیز ایجاد کرد. این قطعه اپتو الکترونیکی قادر است به طور همزمان سیگنال های الکتریکی و نوری (لیزری) را با سرعتی در حدود 10 تا 100 گیگا بایت بر ثانیه مدوله کند. نانو ساختارهای چاه کوانتومی در بیس و ایجاد کاواک نوری،می توان علاوه بر تقویت سیگنال الکتریکی ، سیگنال نوری همدوس نیز ایجاد کرد. این قطعه اپتو الکترونیکی قادر است به طور همزمان سیگنال های الکتریکی و نوری (لیزری) را با سرعتی در حدود 10 تا 100 گیگا بایت بر ثانیه مدوله کند. بهره نوری دارای تأثیری مستقیم روی پاسخ مدولاسیون ترانزیستور لیزری است.حضور تعدادی از فرآیندها مانند حفره سوزی طیفی ، گرم کنندگی حامل و انتقالات حامل در لیزرهای نیم رسانا در فرمول بهره اصلاحاتی ایجاد می کنند و منجر به ظاهر شدن فاکتور تراکم بهره می شوند.در این کار اثرات غیرخطی ساختاری ناشی از فرآیندهای گیراندازی و فرار حامل به عنوان منشأ تراکم بهره در نظرگرفته شده است.رابطه ی بین این فرآیندها و تراکم بهره با مدل سازی معادلات نرخ برای ترانزیستور لیزری به دست آمده است. با به کار گیری روش پتانسیل تغییر شکل فونون نوری ، نرخ گیراندازی به انرژی اولیه الکترون و طول چاه بستگی پیدا می کند. به این ترتیب بهره نوری نیز می تواند به عنوان تابعی از انرژی اولیه الکترون و طول چاه کوانتومی نوسان داشته باشد. در آخر می توان تغییرات بهره ناشی از اثرات غیرخطی ساختاری را روی پاسخ مدولاسیون سیگنال کوچک ترانزیستور لیزری مورد بررسی قرار داد.