近800nm波长张应变GaAsP/AlGaAs量子阱激光器有源区的设计

摘要：

张应变GaAs1-x Px量子阱是高性能大功率半导体激光器的核心有源区,基于能带结构分析优化其结构参数具有重要的应用指导意义.首先,基于6×6 Luttinger-Kohn模型,采用有限差分法计算了张应变GaAs1-x Px量子阱的能带结构,得到了第一子带间跃迁波长固定为近800 nm时的阱宽-阱组分关系,即随着阱组分x的增加,需同时增大阱宽,且阱宽较大时靠近价带顶的是轻空穴第一子带lh1,阱宽较小时靠近价带顶的是重空穴第一子带hh1.计算并分析了导带第一子带c1到价带子带lh1和hh1的跃迁动量矩阵元.针对808 nm量子阱激光器,模拟计算了阈值增益与阱宽的关系,得到大阱宽有利于横磁模激射,小阱宽有利于横电模激射.进一步考虑了自发辐射和俄歇复合之后,模拟计算了808 nm量子阱激光器的阱宽与阈值电流密度的关系,阱宽较大时载流子对高能级子带的填充使得阈值电流密度增加,而阱宽较小时则是低的有源区光限制因子导致阈值电流密度升高,因此存在一最佳的阱宽-阱组分组合,可使阈值电流密度达到最小.本文的模拟结果可对张应变GaAs1-xPx量子阱激光器的理论分析和结构设计提供理论指导.

关键词：量子阱、能带结构、张应变

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资助基金：光电子技术教育部重点实验室发展基金PXM2017_014204_500034;北京市教委能力提升项目 批准号:PXM2016_014204_500026资助的课题. Project supported by the Development Foundation for Optoelectronics Technology Lab., Ministry of Education, ChinaGrant PXM2017_014204_500034;the Scientific Research Fund Project of Municipal Education Commission of Beijing, ChinaGrant PXM2016_014204_500026

在线出版日期：2018-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：257-270