摘要
PICS 3D（3次元フォトニック集積回路シミュレータ）を用いて、InGaAs遷移障壁および二重酸化層構造を有する波長1.3 μmの垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）を設計した。これは、能動領域内部のキャリア分布の均一性を向上させ、キャリアの輸送特性を改善することにより、微分利得を向上させることを目的としている。結果として、InGaAs遷移障壁および二重酸化層構造の導入に伴い、デバイスの閾値電流は徐々に減少し、傾斜効率、出力光パワー、電力変換効率が徐々に増加した。InGaAs遷移障壁はキャリア注入を改善し、能動領域内のキャリア分布をより均一にした。同時に、n側に酸化層を挿入して二重酸化構造を形成し、キャリアおよび光場の閉じ込め効果をさらに強化した。酸化開口径が7 μmの新型VCSELでは、ピーク変換効率が37.8％、最大傾斜効率が0.923 W·A-1、出力は9 mWに達する。注入電流10 mAにおいて、新型VCSELは25 ℃および85 ℃で最大3 dB変調帯域幅がそれぞれ19.8 GHzおよび16 GHzであり、高速性能に優れている。新型1.3 μm VCSELの理論設計は、エピタキシャル材料の製造に理論的指針とデータサポートを提供する。
关键词
垂直共振器面発光レーザー;高速;光相互接続;小信号変調帯域幅;微分利得
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