Cet article utilise le logiciel de simulation PICS 3D (Photonic Integrated Circuit Simulator in 3D) pour concevoir un laser émetteur à cavité verticale (VCSEL) à 1,3 μm avec une barrière de transition InGaAs et une structure à double couche d'oxyde, visant à améliorer l'uniformité de la distribution des porteurs dans la zone active et à améliorer les propriétés 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 couche d'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 de transition InGaAs améliore l'injection des porteurs, rendant la distribution des porteurs dans la zone active plus uniforme. Parallèlement, une couche oxydée est insérée côté n pour former une structure à double oxydation, renforçant ainsi les confinements des porteurs et du champ optique. Pour le nouveau VCSEL avec un diamètre d'ouverture oxydée de 7 μm, l'efficacité de conversion maximale atteint 37,8 %, l'efficacité de pente maximale est de 0,923 W/A et la puissance atteint 9 mW. À un courant d'injection de 10 mA, la bande passante de modulation 3 dB maximale du nouveau VCSEL à 25 ℃ et 85 ℃ est de 19,8 GHz et 16 GHz respectivement, démontrant de bonnes performances à grande vitesse. La conception théorique du nouveau VCSEL à 1,3 μm fournit une orientation théorique et un soutien de données pour la préparation des matériaux épitaxiés.

Laser à cavité verticale émetteur;haute vitesse;interconnexion optique;bande passante de modulation à petit signal;gain différentiel