1 μm波長帯の高出力超放射発光ダイオードの出力特性を向上させるために、エピ構造およびJ型導波路構造のパラメータを研究し、研究結果に基づきエピ構造および導波路構造のパラメータを決定し、電極ウィンドウの製造プロセスおよび単層ハフニウム酸化膜の成膜条件を最適化した。研究により、導波路と制限層のAlGaAs材料中のAl成分差を縮小することがデバイスのビーム特性改善に有効であることが示された。さらに、エッチング深さ、リッジ幅、および曲率半径を増加させることにより損失係数が低減し、デバイスの出力パワーが向上することがわかった。シミュレーション結果に基づき、非均一井幅の大きな井深を有する三量子井戸構造デバイスを作製し、前腔面には約0.5％の反射率を持つ単層ハフニウム酸化膜をめっきし、後腔面には高反射膜を蒸着した。共振器長は約2 mm、導波路の曲率半径は21.8 mmであり、500 mAの連続電流注入下で118.1 mWの出力パワーと32.5 nmのスペクトル半幅を実現した。単層反射防止膜の設計はデバイスの発振を抑制し、プロセスの複雑さを簡素化し、多層反射防止膜の異なる材料間の応力問題を回避している。

超放射発光ダイオード;曲がった導波路;曲率半径;損失係数;出力特性