什麼是Harold

Harold是一種先進的異質結構模型，用於類比任意層組成和垂直結構的Fabry-Perot量子阱雷射器。它基於成熟的物理模型，給出了大量的物理過程，選擇其一進而獲得全面的模擬結果，而且可以測試和改進雷射器的設計。它可以類比1D和2D結構，也可以類比在脈衝（等溫）或連續波（自發熱）條件下的結構。除了類比雷射器以外，Harold也可以匯出材料模型，用於PICWave中的電路模擬，從而使得時域中大規模複雜設備的快速模擬得以實現。

特性：

●先進的異質結構模型，基於完善的物理模型，類比FP雷射器/ SOA

●允許建立任意外延層結構和成分

●各種模擬選項：1D或2D，等溫或自加熱（連續）模式

●全面的模擬結果：器件的光/電/熱特性

●與PICWave聯合使用：匯出材料檔，增益光譜檔和外延層結構(SWGs)，用於PICWave中快速時域模擬

介面

●圖層編輯器

Harold的圖層編輯器可以為你的設備提供完整的外延層結構說明。包括：金屬觸電/散熱片層、基底層、容量層、量子阱和載流子層。對於每一層，你可以指定厚度、材料、合金成分和摻雜水準。分級結構和層內摻雜也可以實現。此外，還可以在單獨層上指定自訂的Shockley-Reed-Hall複合。

●器件編輯器

使用Harold的器件編輯器，可以定義Fabry - Perot裝置中的基本參數，如腔長，腔寬，腔高、面反射率等。也允許定義面吸收、散射損耗、表面複合參數、散熱片性能等。此外，可以使用高級參數微調自發輻射、增益和捕獲逃逸模型，以及2D模擬中定義附加特性，比如熱懸垂或在表面抑制電流注入。

●其他編輯器

Harold還包含其他的編輯器，允許自訂勢阱，模擬Shockley-Reed-Hall非輻射複合；包含一個網格編輯器，可以為一個單獨的層面指定網格；包含一個量子阱能級編輯，可以獨立運行而不使用Harold內置的薛定諤求解器。

模型：

HAROLD擁有一個詳盡的模型設置，可以為你的設計提供一個綜合的模擬結果。HAROLD是一個二維模擬器，可以自洽求解泊松方程、電流連續性方程，捕獲/逃逸平衡方程、光子速率方程和熱流量方程。此外，它解決了垂直和水準方向上的波動方程和薛定諤方程。HAROLD既可以類比單個量子阱結構的雷射器，也可以類比多個量子阱結構的雷射器。在2D模擬中，給出了更進一步影響因素：表面複合，光吸收以及光場的非均勻性。

●電模型

自洽求解泊松方程、漂移擴散、空穴和電子的捕獲/逃逸。

●熱模型

全方向求解熱流量方程，包括基底、金屬觸點和散熱片。功耗進行局部處理，包括焦耳、非輻射複合、自由載流子吸收、超額功率分佈、鏡面散射和鏡面吸收。縱向熱流量被認為是二維（XZ）的計算。

●光學模型

Harold包括一維波導模式求解。這是用來計算限制因數和模式增益的。TE和TM極化都可以被考慮。Fabry Perot腔被假定沿水準方向，光子密度也假定沿腔長方向。在充分考慮整個腔內增益/損耗的平衡後，得到總的光子密度。

●捕獲/逃逸

在量子阱內，約束載流子和自由載流子之間的熱平衡不是假設的，而是通過適當的捕獲/逃逸平衡方程來描述。

●四元合金

四元合金可以通過材料資料庫給出。

●增益模型

量子阱雷射器的材料增益是一個關於波長、載流子濃度和溫度的函數，利用拋物帶近似。TE和TM模的增益都可以計算。

●複合

Shockley-Read-Hall、Auger受激自發複合過程都包括在內。高級特性：比如在每一層上的任意深阱能級。

●表面複合

經過鏡面處的深阱能級，包括表面複合。

●帶隙縮窄

包含帶隙縮窄的載流子。

●量子阱

可以類比單個和多量子阱（MQW）結構，多量子阱可以是不相同的。通過求解薛定諤方程得到能級。對於MQW結構，將求解整個MQW區域，以此得到各量子阱之間的耦合。使用波函數反覆運算計算複合和增益。

●應力

模擬在QW能級的應力效應（在量子阱和載流子層）。各向異性空穴的聚集帶來的雙軸應力效應也可以被模擬。

●熱懸垂

在2D計算中實現散熱器熱懸垂。

●非注入鏡面

實現鏡面中注入電流的抑制

●吸收鏡

實現光子吸收，鏡面衰減。

●材料資料庫

軟體提供了材料資料庫，包括AlGaAs、InGaAsP、InGaAlAs、黃金和銅等，這為帶隙、有效品質和折射率等參數的增益計算提供了資訊。資料庫是ASCII類型，可以很方便的添加所需的材料。

運行平臺

PC: x86/x64: Win2000/XP/Vista/7, 1GB RAM, 2GHz或更好。