相比于傳統(tǒng)垂直腔面發(fā)射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL),多結(jié)VCSEL具有更高的光輸出功率、更快的響應速度、更高的斜率效率和電光轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)勢。目前,多結(jié)VCSEL已被廣泛應用在光通信、3D人臉識別技術(shù)、激光雷達測距等領(lǐng)域;然而隨著器件架構(gòu)設計的逐步精細復雜化,對器件微觀工作機理的系統(tǒng)分析和精準預測尤為重要。
近日,天津賽米卡爾科技有限公司技術(shù)團隊基于TCAD仿真設計平臺,成功開發(fā)出了多結(jié)VCSEL模型數(shù)據(jù)庫,并完成了三結(jié)和五結(jié)VCSEL的實驗對標,該模型展示出了仿真設計精準的預測能力,理論計算的斜率效率分別達到2.83 W/A和4.52 W/A。圖1(a)和圖1(b)分別展示了理論計算獲得的五結(jié)VCSEL能帶分布圖和三/五結(jié)VCSEL的光輸出功率與電流-電壓(PIV)曲線分布圖。該模型數(shù)據(jù)庫有助于分析器件內(nèi)部電流分布、光場分布、受激輻射復合分布等微觀信息,協(xié)助優(yōu)化有源區(qū)架構(gòu)、隧穿結(jié)組成、DBR等設計參數(shù),為實現(xiàn)高功率、高響應速度的多結(jié)VCSEL器件設計提供可靠的技術(shù)分析手段。
圖1.(a)多結(jié)VCSEL能帶分布和(b)PIV曲線特性
審核編輯黃宇
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