850 nm 氧化侷限穩態單模的面射型雷射之特性模擬及模態分析

Abstract

本論文利用ISE_TCAD軟體來模擬分析850 nm氧化侷限面射型雷射的L-I-V的基本特性。我們針對不同氧化侷限孔徑尺寸，計算出面射型雷射的各個橫向光學模態在共振腔中的分佈情形。當孔徑縮小到一定尺寸時，元件只具有單一的基模。我們分析各模態下的電流及載子分佈的關聯性，用以解釋元件在單模操作下的空間燒洞（hole burning）效應。 另外，我們模擬分析以局部擴散的方式來降低局部區域共振腔的反射率，而提高高階模態的臨界增益，來壓制高階模的產生，進而提高單模的最大輸出功率。對於氧化孔徑為5 □m而為非單模的傳統面射型雷射結構而言，2.5 □m的擴散孔徑可提供最大的單模輸出功率，而大到4.5 □m的擴散孔徑尚可提供單模的光輸出。此一模擬分析結果驗證並提供可獲致單模輸出的新方法，用以改善原於傳統製程上極難控制以達成小尺寸氧化孔徑的限制。