n-ZnO/p-AlGaN LED結(jié)構(gòu)DFB激光器的設(shè)計與分析

王 斐，胡芳仁，陳凱文，潘凌楠

（南京郵電大學(xué)光電工程學(xué)院，南京 210046）

n-ZnO/p-AlGaN LED結(jié)構(gòu)DFB激光器的設(shè)計與分析

王 斐，胡芳仁，陳凱文，潘凌楠

（南京郵電大學(xué)光電工程學(xué)院，南京 210046）

根據(jù)嚴(yán)格耦合波理論和介質(zhì)平板波導(dǎo)理論，利用Comsol Multiphysic軟件仿真設(shè)計了基于單晶n-Zn O/p-AlGaN LED（發(fā)光二極管）結(jié)構(gòu)的DFB（分布反饋）半導(dǎo)體激光器的光柵結(jié)構(gòu)。針對LED結(jié)構(gòu)加電壓后發(fā)射近紫外光，分析了二維電場模式分布圖，得出單縱模傳輸隨著光柵不同參量的變化情況。分析表明，在4 V正向偏置電壓下，當(dāng)占空比為50%、光柵周期為109.2 nm、光柵高度為69.8 nm時。，光譜線寬窄、單模選擇性好，電場模達(dá)5.877 4×107V/m。為電泵浦DFB半導(dǎo)體激光器的設(shè)計與加工提供了一定的基礎(chǔ)

發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)；分布反饋半導(dǎo)體激光器；氧化鋅；電泵浦

0 引言

DFB（分布反饋）半導(dǎo)體激光器由于其窄線寬、高SMSR（邊模抑制比）、低啁啾等特性，迅速成為高速、大容量、長距離光通信和相干光通信的關(guān)鍵器件，也是光通信的首選光源。

Zn O基發(fā)光器件雖然有良好的發(fā)展前景，但穩(wěn)定、可控的p型摻雜Zn O一直難以實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致目前對ZnO基同質(zhì)結(jié)LED（發(fā)光二極管）的研究仍舊進(jìn)展緩慢［1-2］，利用其他p型半導(dǎo)體材料來與n型Zn O構(gòu)造異質(zhì)結(jié)器件成為另外一條可選路徑。因此本文提出了利用單晶n-Zn O和p-AlGa N的異質(zhì)結(jié)，為解決Zn O基p/n結(jié)提供了一種新方法。本文將電泵浦發(fā)光與DFB激光器相結(jié)合，使某些特定波長在特定角度方面產(chǎn)生共振得到增益，選擇相應(yīng)頻譜的激光輸出，形成一定波長的單模DFB激光器。目前基于光泵浦的DFB激光器已經(jīng)陸續(xù)得到報道［3-4］，但電泵浦的Zn O基DFB激光器還未見報道。……