格子定数294 nmの四方格子「類C形」空気孔フォトニッククリスタル面発光レーザー（PCSEL）構造を設計し、有限要素法に基づく数値シミュレーションを行った。平面波展開法により、フォトニック結晶の高対称点Γ₂の分裂した4つのバンドエッジ共振モードが光円錐内に位置し、面外放射が可能なリークモードであることを検証し、光場分布の面内非対称性が垂直回折光制御の核心メカニズムであることを確認した。Γ₂点で分裂した4つのバンドエッジモードの中で最低周波数のA点は非対称性が最も弱く、Q値が最も高く（7.1×10⁵）、これが発振モードとなり、発振波長は980.6 nmであった。充填率と格子周期の調節規則もさらに研究し、充填率の増加は発振波長のブルーシフトとQ値の指数関数的減少を引き起こし、有効層の拘束因子は増加し、フォトニック結晶層の拘束因子は線形に減少した。格子周期の増大は波長のほぼ線形なレッドシフトをもたらし、Q値や拘束因子への影響は小さかった。これに基づき多パラメータ協調最適化戦略を提案し、格子周期で目標波長を主導的に設定し、充填率でQ値と光場拘束を最適化した。本研究はPCSELの垂直方向光学拘束の内在原理を明らかにし、高性能デバイス設計の理論的支援と最適化経路を提供する。

フォトニッククリスタル面発光レーザー;類C形孔洞;充填率;格子周期;光場拘束因子