相比于传统垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL),多结VCSEL具有更高的光输出功率、更快的响应速度、更高的斜率效率和电光转换效率等优势。目前,多结VCSEL已被广泛应用在光通信、3D人脸识别技术、激光雷达测距等领域;然而随着器件架构设计的逐步精细复杂化,对器件微观工作机理的系统分析和精准预测尤为重要。
近日,天津赛米卡尔科技有限公司技术团队基于TCAD仿真设计平台,成功开发出了多结VCSEL模型数据库,并完成了三结和五结VCSEL的实验对标,该模型展示出了仿真设计精准的预测能力,理论计算的斜率效率分别达到2.83 W/A和4.52 W/A。图1(a)和图1(b)分别展示了理论计算获得的五结VCSEL能带分布图和三/五结VCSEL的光输出功率与电流-电压(PIV)曲线分布图。该模型数据库有助于分析器件内部电流分布、光场分布、受激辐射复合分布等微观信息,协助优化有源区架构、隧穿结组成、DBR等设计参数,为实现高功率、高响应速度的多结VCSEL器件设计提供可靠的技术分析手段。
图1.(a)多结VCSEL能带分布和(b)PIV曲线特性
审核编辑黄宇
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