Foi projetado um laser de cavidade vertical emissor de superfície (VCSEL) de 1,3 μm com barreira de transição InGaAs e estrutura de dupla camada de óxido utilizando o software de simulação de circuitos integrados fotônicos em 3D (PICS 3D), visando melhorar a uniformidade da distribuição de portadores na região ativa e aprimorar as características de transporte dos portadores para aumentar o ganho diferencial. Os resultados mostram que, com a introdução da barreira de transição InGaAs e da estrutura de dupla camada de óxido, a corrente de limiar do dispositivo diminui progressivamente, enquanto a eficiência do declive, a potência de saída e a eficiência de conversão de energia aumentam gradualmente. A barreira InGaAs melhora a injeção de portadores, tornando a distribuição de portadores na região ativa mais uniforme. Ao mesmo tempo, uma camada de óxido inserida no lado n forma uma estrutura de dupla camada de óxido, que reforça ainda mais a restrição dos portadores e do campo óptico. Para o novo VCSEL com abertura de oxidação de 7 μm, a eficiência máxima de conversão pode atingir 37,8%, a eficiência máxima do declive é 0,923 W·A^-1, e a potência atinge 9 mW. Com corrente de injeção de 10 mA, o novo VCSEL apresenta largura de banda máxima de modulação de 3 dB de 19,8 GHz e 16 GHz a 25 ℃ e 85 ℃, respectivamente, exibindo bom desempenho de alta velocidade. O projeto teórico do novo VCSEL de 1,3 μm fornece orientação teórica e suporte de dados para a preparação de materiais epitaxiais.

laser de cavidade vertical emissor de superfície; alta velocidade; interconexão óptica; largura de banda de modulação de pequeno sinal; ganho diferencial