Un laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) à 1,3 μm avec une barrière de transition InGaAs et une structure à double couche d'oxyde a été conçu à l'aide du logiciel de simulation de circuits intégrés photoniques en 3D (PICS 3D), visant à améliorer l'uniformité de la distribution des porteurs dans la zone active et à optimiser les caractéristiques de transport des porteurs afin d'augmenter le gain différentiel. Les résultats montrent qu'avec l'introduction de la barrière de transition InGaAs et de la structure à double oxyde, le courant de seuil de l'appareil diminue progressivement, tandis que l'efficacité de pente, la puissance de sortie et l'efficacité de conversion de puissance augmentent progressivement. La barrière InGaAs améliore l'injection des porteurs, rendant la distribution des porteurs dans la zone active plus uniforme. Par ailleurs, une couche d'oxyde insérée du côté n forme une structure à double oxyde, renforçant davantage la confinement des porteurs et du champ lumineux. Pour ce VCSEL novateur avec une ouverture d'oxydation de 7 μm, l'efficacité de conversion maximale atteint 37,8%, l'efficacité de pente maximale est de 0,923 W·A^-1 et la puissance atteint 9 mW. À un courant d'injection de 10 mA, ce VCSEL présente une largeur de bande de modulation 3 dB maximale de 19,8 GHz et 16 GHz à 25 ℃ et 85 ℃ respectivement, démontrant de bonnes performances à haute vitesse. La conception théorique de ce VCSEL à 1,3 μm apporte des indications théoriques et un support de données pour la préparation des matériaux épitaxiaux.

laser à cavité verticale émettant par la surface; haute vitesse; interconnexion optique; bande passante de modulation petit signal; gain différentiel