Este artículo utiliza el software de simulación PICS 3D (Simulador de Circuito Fotónico Integrado en 3D) para diseñar un láser de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL) de 1,3 μm con una barrera de transición InGaAs y una estructura de doble capa de óxido, destinado a mejorar la uniformidad de la distribución de portadores dentro de la zona activa y mejorar las características de transporte de portadores para aumentar la ganancia diferencial. Los resultados muestran que con la introducción de la barrera de transición InGaAs y la estructura de doble capa de óxido, la corriente umbral del dispositivo disminuye gradualmente, mientras que la eficiencia de pendiente, la potencia de salida y la eficiencia de conversión de potencia aumentan gradualmente. La barrera de transición InGaAs mejora la inyección de portadores, haciendo que la distribución de portadores en la zona activa sea más uniforme. Al mismo tiempo, se inserta una capa oxidada en el lado n para formar una estructura de doble óxido, lo que fortalece aún más la confinación de portadores y del campo óptico. Para el nuevo VCSEL con un diámetro de apertura oxidada de 7 μm, la eficiencia máxima de conversión alcanza el 37.8%, la máxima eficiencia de pendiente es de 0.923 W/A y la potencia alcanza los 9 mW. A una corriente de inyección de 10 mA, el ancho de banda de modulación de 3 dB máximo del nuevo VCSEL a 25 ℃ y 85 ℃ es de 19.8 GHz y 16 GHz respectivamente, mostrando un buen rendimiento de alta velocidad. El diseño teórico del nuevo VCSEL de 1.3 μm proporciona una guía teórica y soporte de datos para la preparación de materiales epitaxiales.

Láser de cavidad vertical emisor;alta velocidad;interconexión óptica;ancho de banda de modulación de señal pequeña;ganancia diferencial