تأثير طبقة AlGa<1-x>As الفاصلة في منطقة مكاسب دورية رنينية على أداء ليزر عمودي التجويف الباعث للضوء بطول موجي 940 نانومتر
摘要
تم تصميم منطقة نشطة ذات مكاسب دورية رنينية (Resonant periodic gain، RPG) تحتوي على طبقة فاصلة AlGa<1-x>As مع نسب مختلفة من الألمنيوم باستخدام برنامج المحاكاة ثلاثي الأبعاد PICS، ودُرست الخصائص الكهروضوئية لليزر عمودي التجويف الباعث للضوء (Vertical cavity surface emitting laser، VCSEL) ذو الطول الموجي 940 نانومتر لتحقيق طاقة خرج عالية وكفاءة تحويل عالية للطاقة. أظهرت نتائج المحاكاة أنه عندما تكون نسبة الألمنيوم في الطبقة الفاصلة 0.1، يصل أقصى طاقة خرج لـ RPG VCSEL إلى 24.32 مللي واط، وتصل كفاءة تحويل الطاقة القصوى إلى 51.7%. من خلال تحليل بنية نطاق الطاقة للطبقة الفاصلة، دُرست خواص انتقال الحاملات في منطقة RPG VCSEL النشطة. أظهرت النتائج أن تعديل نسبة الألمنيوم يمكن من تنظيم بنية نطاق الطاقة والسيطرة على احتمال الإعادة الإشعاعية. هذا يقلل بفعالية من تراكم الإلكترونات والفجوات في الطبقة الفاصلة، مما يخفض من إعادة التركيب غير المشعة. توفر هذه الدراسة توجيهات نظرية ودعمًا بياناتيًّا لاختيار مواد الطبقة الفاصلة في منطقة RPG النشطة لآبار الكم المعوضة بالانفعال.
关键词
ليزر عمودي التجويف الباعث للضوء;طاقة خرج عالية;منطقة مكاسب دورية رنينية;طبقة AlGa<1-x>As الفاصلة