InGaAsP/InP激光器结构与量子阱数的优化

为了优化应用于光纤通讯和CATV系统需求的高性能的量子阱激光器,对波长在1.55μm左右的InGaAsP/InP量子阱激光器的有源区结构和量子阱数目进行了优化分析。本文针对In(1-x)GaxAsyP(1-y)量子阱激光器,提供了一种有源区结构优化方法。在势阱层组分为In_(0.76)Ga_(0.24)As_(0.81)P_(0.19),厚度为5nm;势垒层组分为In_(0.751)Ga_(0.249)As_(0.539)P_(0.461),厚度为10nm时,激光器的各项性能参数达到最优。在此基础上,研究量子阱个数对激光器平均载流子浓度、输出光功率和阈值电流的影响。采用ALDS软件进行仿真,对比量子阱个数分别为5、6、7、8、9、10、11时,激光器的各项输出参数。对不同量子阱个数的激光器,分别进行结构和材料求解,并进行阈值、稳态、分布和光谱、小信号以及噪声分析。仿真结果表明,当量子阱个数为8时,在偏置电流为150mA,激光器温度为300K情况下,激光器的平均载流子浓度达到最大值0.745×1018/cm^3,输出光功率达到最大值28.8m A,阈值电流达到最低值15.7mA,阈值电流密度达到最低值0.8KA/cm^2,边模抑制比达到最高值22.13dB,驰豫振荡频率达到最高值13.8GHz,P-I曲线及斜率效率达到最优值。