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用于半导体激光器的高效率复合波导结构

陈琦鹤 范杰 马晓辉 王海珠 石琳琳

陈琦鹤, 范杰, 马晓辉, 王海珠, 石琳琳. 用于半导体激光器的高效率复合波导结构[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1106006-1106006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106006
引用本文: 陈琦鹤, 范杰, 马晓辉, 王海珠, 石琳琳. 用于半导体激光器的高效率复合波导结构[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1106006-1106006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106006
Chen Qihe, Fan Jie, Ma Xiaohui, Wang Haizhu, Shi Linlin. High efficiency composite waveguide structure for semiconductor laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1106006-1106006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106006
Citation: Chen Qihe, Fan Jie, Ma Xiaohui, Wang Haizhu, Shi Linlin. High efficiency composite waveguide structure for semiconductor laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1106006-1106006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106006

用于半导体激光器的高效率复合波导结构

doi: 10.3788/IRLA201746.1106006
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(21707010);长春理工大学青年科学基金(XQNJJ-2015-10);长春理工大学科技创新基金(XJJLG-2016-07)

详细信息
    作者简介:

    陈琦鹤(1993-),男,硕士生,主要从事光电子器件及应用方面的研究。Email:1203144523@qq.com

    通讯作者: 范杰(1982-),男,助理研究员,硕士生导师,博士,主要从事光电子器件及应用方面的研究。Email:fanjie@cust.edu.cn
  • 中图分类号: TN248.4

High efficiency composite waveguide structure for semiconductor laser

  • 摘要: 提出了一种高电光转换效率的新型复合波导半导体激光器结构(Composite Waveguide LD,CWG LD)。该器件结构高的电光转换效率得益于其所采用的Al组分阶梯分布AlxGa1-xAs波导层。通过优化设计波导层电阻率分布及能带分布,CWG LD结构在保证输出光功率的同时,可以有效地降低器件串联电阻并提高电光转换效率。结合理论分析及计算机数值仿真软件,分析了复合波导提升器件电光转换效率的机理。经优化,在激光器条宽为6 m、腔长为1 000 m的情况下,波导层阶梯数为1时CWG LD结构可以获得最大的电光转换效率。研究结果表明:在注入电流为900 mA时,CWG LD结构的串联电阻由常规波导器件结构的3.51 降低为2.67 ,电光转换效率由54.7%提升至69.5%。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-10
  • 修回日期:  2017-06-20
  • 刊出日期:  2017-11-25

用于半导体激光器的高效率复合波导结构

doi: 10.3788/IRLA201746.1106006
    作者简介:

    陈琦鹤(1993-),男,硕士生,主要从事光电子器件及应用方面的研究。Email:1203144523@qq.com

    通讯作者: 范杰(1982-),男,助理研究员,硕士生导师,博士,主要从事光电子器件及应用方面的研究。Email:fanjie@cust.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(21707010);长春理工大学青年科学基金(XQNJJ-2015-10);长春理工大学科技创新基金(XJJLG-2016-07)

  • 中图分类号: TN248.4

摘要: 提出了一种高电光转换效率的新型复合波导半导体激光器结构(Composite Waveguide LD,CWG LD)。该器件结构高的电光转换效率得益于其所采用的Al组分阶梯分布AlxGa1-xAs波导层。通过优化设计波导层电阻率分布及能带分布,CWG LD结构在保证输出光功率的同时,可以有效地降低器件串联电阻并提高电光转换效率。结合理论分析及计算机数值仿真软件,分析了复合波导提升器件电光转换效率的机理。经优化,在激光器条宽为6 m、腔长为1 000 m的情况下,波导层阶梯数为1时CWG LD结构可以获得最大的电光转换效率。研究结果表明:在注入电流为900 mA时,CWG LD结构的串联电阻由常规波导器件结构的3.51 降低为2.67 ,电光转换效率由54.7%提升至69.5%。

English Abstract

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