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발광효율을 최대화하기 위한 양자계단레이저의 설계 방법에 있어서,
(a) 상기 양자계단레이저를 설계하기 위한 초기 설정값이 입력되는 단계;
(b) 상기 입력된 설정값의 변환 범위와 변환 단위에 따라 상기 양자계단레이저의 활성영역의 두께, 주입영역의 두께 및 인가전계의 크기를 변화시키면서 상기 양자계단레이저의 발진파장과 목적함수 값을 반복 계산하여, 목표 발진파장에 가장 근접하며 최대 목적함수 값을 가지는 활성영역의 두께, 주입영역의 두께 및 인가전계의 크기를 결정하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계를 반복 실행하면서 상기 목적함수 값이 더 이상 증가하지 않는 활성영역의 두께, 주입영역의 두께 및 인가전계의 크기를 판단하는 단계; 및
(d) 상기 판단한 활성영역의 두께, 주입영역의 두께 및 인가전계의 크기를 상기 양자계단레이저의 최종 활성영역의 두께, 주입영역의 두께 및 인가전계의 크기로 결정하는 단계를 포함하는 양자계단레이저 설계 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 초기 설정값은
상기 양자계단레이저를 구성하는 물질의 종류, 활성영역의 초기 두께, 주입영역의 초기 두께, 초기 인가전계의 크기, 상기 활성영역 두께의 변환 범위와 단위, 상기 주입영역 두께의 변환 범위와 변환 단위, 상기 인가전계의 변환 범위와 단위, 동작 온도, 목표 발진파장 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 양자계단레이저 설계 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
(b1) 상기 양자계단레이저의 활성영역 두께를 상기 입력된 활성영역 두께의 변환 범위와 변환 단위로 변환시키면서 상기 양자계단레이저의 발진파장이 상기 목표 발진파장에 근접하며 최대 목적함수 값을 가지는 활성영역의 두께를 결정하는 단계;
(b2) 상기 결정한 활성영역의 두께로 활성영역의 두께를 설정한 후, 상기 양자계단레이저의 주입영역 두께를 상기 입력된 주입영역 두께의 변환 범위와 변환 단위로 변환시키면서 최대 목적함수 값을 가지는 주입영역의 두께를 결정하는 단계;
(b3) 상기 결정한 주입영역의 두께로 주입영역의 두께를 설정한 후, 상기 양자계단레이저의 인가전계 크기를 상기 입력된 인가전계 크기의 변환 범위와 변환 단위로 변환시키면서 상기 목표 발진파장에 근접하며 최대 목적함수 값을 가지는 인가전계의 크기를 결정하는 단계를 포함하는 양자우물레이저 설계 방법
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제 3 항에 있어서, 상기 (b1) 단계는
(b1-1) 상기 양자계단레이저의 활성영역을 구성하는 제1 우물과 벽의 두께를 상기 입력된 활성영역 두께의 변환 범위에서 변환 단위로 각각 변환 설정하는 단계;
(b1-2) 상기 변환 설정한 각각의 활성영역의 제1 우물과 벽 두께에서 상기 양자계단레이저의 발진파장과 목적함수값을 계산하는 단계;
(b1-3) 상기 변환 범위에서 변환 단위로 각각 변환 설정되는 활성영역의 제1 우물과 벽의 두께에서 목표 발진파장에 근접하며 최대 목적함수값을 가지는 제1 우물과 벽의 두께를 상기 활성영역의 제1 우물과 벽 두께로 설정하는 단계; 및
(b1-4) 상기 (b1-1)단계 내지 (b1-3)단계를 상기 활성영역을 구성하는 나머지 우물과 벽에 반복 실행하여 최대 목적함수 값을 가지는 상기 상기 나머지 우물과 벽의 두께를 결정하는 단계를 포함하며,
상기 계산한 최대 목적함수 값이 이전에 계산한 최대 목적함수 값보다 작은 경우에는 활성영역의 우물과 벽의 두께를 변환 설정하지 않는 것을 특징으로 하는 양자레이저 설계 방법
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제 4 항에 있어서, 상기 (b2) 단계는
(b2-1) 상기 양자계단레이저의 주입영역을 구성하는 제1 우물과 벽의 두께를 상기 입력된 주입영역 두께의 변환 범위에서 변환 단위로 각각 변환 설정하는 단계;
(b2-2) 상기 변환 설정한 각각의 주입영역의 제1 우물과 벽 두께에서 상기 양자계단레이저의 목적함수값을 계산하는 단계;
(b2-3) 상기 변환 범위에서 변환 단위로 각각 변환 설정되는 주입영역의 제1 우물과 벽의 두께에서 최대 목적함수값을 가지는 제1 우물과 벽의 두께를 상기 주입영역의 제1 우물과 벽 두께로 설정하는 단계; 및
(b2-4) 상기 (b2-1)단계 내지 (b2-3)단계를 상기 주입영역을 구성하는 나머지 우물과 벽에 반복 실행하여 최대 목적함수 값을 가지는 상기 나머지 우물과 벽의 두께를 결정하는 단계를 포함하며,
상기 계산한 최대 목적함수 값이 이전에 계산한 최대 목적함수 값보다 작은 경우에는 주입영역의 우물과 벽의 두께를 변환 설정하지 않는 것을 특징으로 하는 양자레이저 설계 방법
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제 5 항에 있어서, 상기 (b2-3) 단계에서
상기 주입영역의 변환 범위에서 변환 단위로 각각 변환 설정되는 주입영역의 우물과 벽의 두께에서 최하위 고유함수의 에너지 레벨과 최하위 다음의 고유함수의 에너지 레벨의 차이(E21)가 33meV 내지 45mev에서 최대 목적함수 값을 가지는 우물과 벽의 두께를 주입영역의 우물과 벽의 두께로 결정하는 것을 특징으로 하는 양자우물레이저 설계 방법
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제 5 항에 있어서, 상기 (b3)단계는
(b3-1) 상기 양자계단레이저의 인가전계 크기를 상기 입력된 인가전계의 변환 범위에서 변환 단위로 각각 변환 설정하는 단계;
(b1-2) 상기 변환 설정한 각각의 인가전계 크기에서 상기 양자계단레이저의 발진파장과 목적함수값을 계산하는 단계; 및
(b1-3) 목표 발진파장에 근접하면서 최대의 목적함수 값을 가지는 인가전계의 크기를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자레이저 설계 방법
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양자계단레이저의 활성영역 두께를 입력된 활성영역 두께의 변환 범위와 변환 단위로 변환시키면서 상기 양자계단레이저의 발진파장이 목표 발진파장에 근접하며 최대 목적함수 값을 가지는 활성영역의 두께를 결정하는 활성영역 최적화부;
상기 결정된 활성영역의 두께로 활성영역의 두께를 설정한 후, 상기 양자계단레이저의 주입영역 두께를 입력된 주입영역 두께의 변환 범위와 변환 단위로 변환시키면서 최대 목적함수 값을 가지는 주입영역의 두께를 결정하는 주입영역 최적화부;
상기 결정된 주입영역의 두께로 주입영역의 두께를 설정한 후, 상기 양자계단레이저의 인가전계 크기를 입력된 인가전계 크기의 변환 범위와 변환 단위로 변환시키면서 상기 목표 발진파장에 근접하며 최대 목적함수 값을 가지는 인가전계의 크기를 결정하는 인가전계 최적화부; 및
상기 활성영역 최적화부, 주입영역 최적화부 및 인가전계 최적화부를 차례로 반복하여 실행시키며, 상기 목적함수 값이 더 이상 증가하지 않는 활성영역의 두께, 주입영역의 두께 및 인가전계의 크기를 상기 양자계단레이저의 최종 활성영역의 두께, 주입영역의 두께 및 인가전계의 크기로 선택하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자계단레이저 설계 장치
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제 8 항에 있어서, 상기 양자계단레이저 설계 장치는
상기 양자계단레이저에 대한 정보가 저장되어 있는 저장부; 및
상기 저장되어 있는 정보에 기초하여 설계하고자 하는 양자계단레이저의 초기 설정값을 입력하기 위한 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자계단레이저 설계 장치
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