• 半導體塊材與量子井材料特性 ( 電學及光學特性 )
• 針對取向附生雙異質結構的光電元件及成份提供設計與最佳化，其中包含了
• 低損失或可調的半導體雙異質結構波導特性
• 以摻雜來控制元件的光學特性，例如光調變器及光開關
• 塊材與量子井主動層鐳射、光放大器與波長轉換器
• 垂直共振腔鐳射、共陣勢調變器、開關、接收器
• 以載子濃度為函數來仿真鐳射二極體光學特性
• 淨光增益
• 發光波長
• 線寬增強變數

• 塊材、晶格匹配及應力量子井層
• 以 Kane and Luttinger-Kohn models 為基礎來進行能帶結構運算
• 導帶為非物線型和價帶在 G 點附近生成的混合效應
• 導帶中的 X 點與 L 點邊緣會適當的合併
• 載子在量子井中的不穩定現象與在量子井中相關能帶彎曲現象
• 針對費米能階與能隙進行有條理的運算
• 刺激吸收效應包含了庫倫效應中的自由載子隔離效應
• 精確的計算價帶間的吸收效應
• 聲子 ( 雜質、其他載子 ) 協助自由載子生成帶間吸收
• 因為帶間釋放效應而使得發光光譜變寬
• 特別描述自由載子電漿的動態偏振
• 量子井中單軸非等向性的光學特性
• 雙折射率材料的量子井雙異質結構並不特別考慮
• 考慮多層結構中的波導效應與垂直方向傳播特性

分析多層雙異質結構
OptiHS 允許使用者藉由便利的圖形式使用者介面 (GUI) 來設計一個可進行廣泛特性分析的多層雙異質結構，而包含電子能帶
結構、光 - 物質交互作用等等的物理模型資料庫讓使用者可以在仿真精確度及仿真時間之中取得平衡點。 OptiHS 可以獨立而
有效率的方法來仿真各種的本質特性和輸出特性。例如：如果是一個隔離局限雙異質結構 (SCH) 量子井 (QW) 結構，量子井能
帶及載子分佈超出了邊界，此時針對任何一個給定的 SCH 載子濃度都可以藉由自保持計算出 SCH 中的釋放狀態，以混合相關的
電光交互作用機制為基礎，可以得到 SCH 的複數介電係數 ( 其他磊晶層亦同 ) 。最後，平面波導模型特性：例如光增益
實際相位、群折射率等等與載子濃度有直接相關的特性，皆可藉由 SCH 中的淨載子濃度函數來進行計算。
微觀觀點
OptiHS 中能帶結構是以 Kane 模型和 Luttinger-Kohn 模型為基礎，而電光交互作用則採用電耦極近似。一階 ( 直接 ) 和
二階 ( 間接 ) 輻射傳輸的運算中也考慮了多體效應的影響，例如：遮蔽庫倫效應和交換相關交互作用之間所生成的混合現象，
藉由精確計算自由載子電漿的動態極化可以考慮多個效應間的集合效應，經由嚴格的量子機制運算， OptiHS 可藉由工程參數、̲
載子濃度，自由載子有效溫度來推導塊材與量子井的複數介電係數及自發輻射頻譜。
巨觀觀點
OptiHS 藉由轉換矩陣法 (TMM) 可以獲得複數介電係數單軸向磊晶層的向量光場，在雙折射率量子井層中，金屬包覆層所生成
和波長相依的光損耗及其他相關的影響都經過正確的計算，目的是為了精確的計算波導結構或光在垂直方向的穿透 / 反射、
吸收 / 增益、發光頻譜。