Se diseñó un láser de cavidad vertical de emisión superficial (VCSEL) de 1.3 μm con barrera de transición InGaAs y estructura de doble capa de óxido utilizando el software de simulación de circuitos integrados fotónicos en 3D (PICS 3D), con el objetivo de mejorar la uniformidad de la distribución de portadores en la zona activa y mejorar las características de transporte de los portadores para aumentar la ganancia diferencial. Los resultados muestran que, con la introducción de la barrera de transición InGaAs y la estructura de doble 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 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 de óxido en el lado n para formar una estructura de doble óxido, que refuerza aún más la restricción de portadores y del campo óptico. Para el nuevo VCSEL con un diámetro de apertura oxidada de 7 μm, la eficiencia máxima de conversión puede alcanzar el 37.8%, la máxima eficiencia de pendiente es 0.923 W·A^-1, y la potencia alcanza los 9 mW. A una corriente de inyección de 10 mA, el nuevo VCSEL tiene un ancho de banda de modulación de 3 dB máximo de 19.8 GHz y 16 GHz a 25 ℃ y 85 ℃ respectivamente, demostrando un buen rendimiento de alta velocidad. El diseño teórico del nuevo VCSEL de 1.3 μm proporciona guía teórica y soporte de datos para la preparación de materiales epitaxiales.

láser de cavidad vertical de emisión superficial; alta velocidad; interconexión óptica; ancho de banda de modulación de señal pequeña; ganancia diferencial