С использованием 3D симуляционного программного обеспечения PICS спроектирована активная зона с резонансным периодическим усилением (Resonant Periodic Gain, RPG) с разделительными слоями Al_xGa_1-xAs с различным содержанием Al. Изучены оптико-электрические характеристики вертикального лазера с излучением на поверхности длиной волны 940 нм (Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL) для достижения высокой выходной мощности и высокой эффективности преобразования мощности. Результаты моделирования показывают, что при содержании Al в разделительном слое 0.1 максимальная выходная мощность RPG VCSEL достигает 24,32 мВт, а максимальная эффективность преобразования мощности составляет 51,7%. Анализируя структуру зон разделительного слоя, исследованы особенности переноса носителей в активной зоне RPG VCSEL. Результаты исследования показывают, что регулирование содержания Al позволяет управлять структурой зон и контролировать вероятность радиативной рекомбинации. Это эффективно уменьшает накопление электронов и дырок в разделительном слое, снижая нерекативную рекомбинацию. Исследование предоставляет теоретические рекомендации и данные для выбора материалов разделительного слоя в активной зоне RPG с компенсацией напряжений квантовых ям.

Вертикальный лазер с излучением на поверхности; высокая выходная мощность; активная зона с резонансным периодическим усилением; разделительный слой Al_xGa_1-xAs