1060nm锑化物应变补偿有源区激光二极管仿真及其性能研究

摘要：

本文设计了GaAs基1 060 nm高性能激光二极管的有源区结构,通过在有源区中引入锑化物的应变补偿结构GaAsP/InGaAs/GaAsSb/InGaAsSb/GaAsP,改变了有源区的能带结构,解决了禁带宽度对发光波长的限制,将弱Ⅱ型的量子阱能带结构变为Ⅰ型,增大了电子空穴的波函数重叠,提高了激光二极管跃迁概率和辐射复合概率及内量子效率,降低了非辐射复合,有效增强了器件输出功率和电光转换效率.同时,设计了非对称异质双窄波导结构,p侧采用导带差大、价带差小的AlGaAs作为内、外波导层,有利于价带空穴注入有源区且对导带中的电子形成良好的限制.n侧采用导带差小、价带差大的GaInAsP作为内、外波导层,有利于导带电子的注入且对价带中的空穴形成更高的势垒.电子注入势垒和空穴注入势垒分别由原先的218、172 meV降低到 148、155 meV,提高了激光二极管的载流子注入效率;电子泄漏势垒和空穴泄漏势垒分别由252、287 meV上升到289、310 meV,增强了载流子限制能力.最后获得的激光二极管的输出功率和电光转换效率分别达到了6.27 W和85.39%,为制备高性能GaAs基1 060 nm激光二极管提供了理论指导和数据支撑.

关键词：锑化物、应变补偿量子阱结构、非对称异质双窄波导、输出功率、电光转换效率、1060nm激光二极管、大功率

所属期刊栏目：52

分类号：TN248.4;TN312+.8;O471(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;山西浙大新材料与化工研究院资助项目;山西浙大新材料与化工研究院资助项目;山西浙大新材料与化工研究院资助项目;山西浙大新材料与化工研究院资助项目;山西省工程项目

在线出版日期：2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1624-1634