تم تصميم منطقة نشطة ذات مكسب دوري رنان (Resonant periodic gain، RPG) تحتوي على طبقة فاصلة من Al_xGa_1-xAs ذات تركيز مختلف من Al باستخدام برنامج المحاكاة ثلاثي الأبعاد PICS، وتم دراسة الخصائص الكهروضوئية لليزر عمودي الغرفة ينبعث من السطح بطول موجي 940 نانومتر (VCSEL)، بهدف تحقيق طاقة إخراج عالية وكفاءة تحويل طاقة عالية. أظهرت نتائج المحاكاة أنه عندما يكون تركيز Al في الطبقة الفاصلة 0.1، يصل أقصى طاقة إخراج لليزر RPG VCSEL إلى 24.32 ميلي واط، بينما تبلغ أقصى كفاءة تحويل طاقة 51.7%. من خلال تحليل بنية نطاق الطاقة للطبقة الفاصلة، تم دراسة خصائص انتقال حوامل التيار في منطقة RPG VCSEL النشطة. أشارت النتائج إلى أن ضبط تركيز Al يمكن أن يتحكم في بنية نطاق الطاقة ويضبط احتمالية الإشعاع التركيبي. هذا يقلل بشكل فعال من تراكم الإلكترونات والفجوات في الطبقة الفاصلة، مما يقلل من التركيب غير الإشعاعي. تقدم هذه الدراسة إرشادات نظرية وبيانات داعمة لاختيار مواد الطبقة الفاصلة لمنطقة RPG النشطة في آبار الكم المعوضة بالتوتر.

ليزر عمودي الغرفة; طاقة إخراج عالية; منطقة مكسب دوري رنان; طبقة فاصل Al_xGa_1-xAs