С использованием 3D-симуляционного программного обеспечения PICS разработана активная зона с резонансным периодическим усилением (Resonant periodic gain, RPG) с разделительным слоем Al_xGa_1-xAs с различным содержанием алюминия. Изучены оптоэлектрические характеристики вертикального лазера с поверхностным излучением длиной волны 940 нм (Vertical cavity surface emitting laser, VCSEL) с целью достижения высокой выходной мощности и высокой эффективности преобразования мощности. Результаты моделирования показали, что при содержании Al в разделительном слое 0,1 пиковая выходная мощность RPG VCSEL достигает 24,32 мВт, пиковая эффективность преобразования мощности — 51,7%. Анализ энергетической структуры разделительного слоя использовался для изучения характеристик переноса носителей в активной зоне RPG VCSEL. Результаты показали, что регулировка содержания Al может контролировать энергетическую структуру и вероятность радиативной рекомбинации. Это эффективно уменьшает накопление электронов и дырок в разделительном слое, снижая безызлучательную рекомбинацию. Данное исследование предоставляет теоретические рекомендации и данные для выбора материалов разделительного слоя в зоне RPG активной области с компенсированными квантовыми ямами.

вертикальный лазер с поверхностным излучением; высокая выходная мощность; активная зона с резонансным периодическим усилением; разделительный слой Al_xGa_1-xAs