С помощью программного обеспечения PICS 3D моделирования была разработана активная область с резонансным периодическим усилением (Resonant periodic gain, RPG) с разделительным слоем AlGa<1-x>As с различным содержанием алюминия. Исследованы оптоэлектрические характеристики вертикального лазера с поверхностным излучением (Vertical cavity surface emitting laser, VCSEL) на 940 нм для достижения высокой выходной мощности и высокой эффективности преобразования мощности. Результаты моделирования показали, что при содержании Al в разделительном слое 0.1 пикопик выхлопной мощности RPG VCSEL достигает 24.32 мВт, а максимальная эффективность преобразования мощности достигает 51.7%. Анализ структуры зон и исследования транспортных характеристик носителей в активной области RPG VCSEL показали, что регулирование содержания Al позволяет управлять зонной структурой и контролировать вероятность радиативной рекомбинации. Это эффективно снижает накопление электронов и дырок в разделительном слое, уменьшая таким образом безызлучательную рекомбинацию. Данное исследование предоставляет теоретические рекомендации и данные для выбора материала разделительного слоя активной области RPG с компенсацией напряжений в квантовых ямах.

Вертикальный лазер с поверхностным излучением; высокая выходная мощность; активная область с резонансным периодическим усилением; разделительный слой AlGa<1-x>As