Mit der Simulationssoftware PICS 3D wurde eine aktive Region mit resonantem periodischem Gewinn (Resonant Periodic Gain, RPG) und unterschiedlichen Al-Zusammensetzungen an Al_xGa_1-xAs-Zwischenschichten entworfen, und die optoelektronischen Eigenschaften des 940-nm-Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSEL) wurden untersucht, um eine hohe Ausgangsleistung und einen hohen Wirkungsgrad der Leistungsumwandlung zu erreichen. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass bei einer Al-Zusammensetzung der Zwischenschicht von 0,1 die maximale Ausgangsleistung des RPG-VCSEL 24,32 mW erreicht und der maximale Leistungsumwandlungswirkungsgrad 51,7% beträgt. Durch Analyse der Bandstruktur der Zwischenschicht wurden die Trägereigenschaften in der aktiven Zone des RPG-VCSEL untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einstellung der Al-Zusammensetzung ihre Bandstruktur steuern und die Wahrscheinlichkeit der Strahlung rekombination kontrollieren kann. Dies hilft effektiv, Elektronen und Löcher in der Zwischenschicht zu reduzieren und so die nichtstrahlende Rekombination zu reduzieren. Diese Studie liefert theoretische Leitlinien und Daten zur Auswahl von Zwischenschichtmaterialien in der aktiven Zone des RPG mit kompensierten Quantenbrunnen.

Vertical Cavity Surface Emitting Laser; hohe Ausgangsleistung; aktivregion mit resonantem periodischem Gewinn; Al_xGa_1-xAs Zwischenschicht