PICS 3D 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 서로 다른 Al 구성 요소를 가진 Al_xGa_1-xAs 격벽층을 포함하는 공진 주기 이득(Resonant Periodic Gain, RPG) 활성 구역을 설계하였으며, 940 nm 수직 공동 표면 발광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL)의 광전 특성을 연구하여 높은 출력 전력과 높은 전력 변환 효율을 실현하고자 하였다. 시뮬레이션 결과, 격벽층의 Al 구성 비율이 0.1일 때 RPG VCSEL의 최대 출력 전력은 24.32 mW에 달하고 최대 전력 변환 효율은 51.7%에 달하는 것으로 나타났다. 격벽층의 밴드 구조를 분석하여 RPG VCSEL 활성 구역 내에서 운반체의 전송 특성을 연구하였다. 연구 결과, Al 구성 비율 조절을 통해 밴드 구조를 조절하고 복사 재결합 확률을 제어할 수 있음을 보여주었다. 이는 격벽층 내 전자와 정공의 축적을 효과적으로 감소시켜 비복사 재결합을 줄인다. 본 연구는 스트레인 보상 양자우물 RPG 활성 구역에서 격벽층 재료 선택에 대한 이론적 지침과 데이터 지원을 제공한다.

수직 공동 표면 발광 레이저; 높은 출력 전력; 공진 주기 이득 활성 구역; Al_xGa_1-xAs 격벽층