基于半導體激光器件的高級光學建模與仿真

VCSEL是很有發(fā)展前景的新型光電器件，也是光通信中革命性的光發(fā)射器件。VCSEL的優(yōu)異性能已引起廣泛關注，成為國際上研究的熱點。如今VCSEL在結構、材料、波長和應用領域都得到飛速發(fā)展，部分產品 已進入市場。隨著VCSEL的諸多優(yōu)點，其應用也越來越廣泛。并且為了適合這些應用，VCSEL也朝著多個方向在各自發(fā)展。

近期，第九屆國際第三代半導體論壇（IFWS）&第二十屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA）于廈門召開。期間，“化合物半導體激光器與異質集成技術分會”上，加拿大Crosslight inc首席研發(fā)專家Ahmed NASHED做了”基于半導體激光器件的高級光學建模與仿真“的主題報告發(fā)，分享了光學模式模擬、不同VCSEL設計的仿真結果等內容。

光學模式模擬涉及光學模式求解器、標量解算器、全矢量解算器。光學模式求解器，用于計算可能在光學腔中諧振的光學模式。

對于每種模式，都需要計算電磁場強度和諧振波長。光學模式求解器取決于結構的幾何形狀、每層結構的材料參數。可用的解算器涉及標量解算器、矢量解算器。

報告中同時介紹了標量解算器和矢量解算器之間的區(qū)別。全矢量模式是混合模式（EH或HE模式），標量模式是線性極化模式（LP模式），LP模式是多種HP模式的混合，因此使用全矢量模式可以更深入地了解實際的激光模式。與標量模式相比，全矢量模式在有源區(qū)內具有更好的約束。

對于不同VCSEL設計的仿真結果，報告分享了圓柱形VCSEL應用、3D VCSEL應用等內容。涉及SR VCSEL、雙結VCSEL、光子晶體VCSEL（PC-VCSEL）、HCG VCSEL等。當前的挑戰(zhàn)，涉及PCSEL無DBR鏡像、光子晶體結構用于定義諧振模式，光子晶體設計等。

審核編輯：劉清