大功率量子级联激光器的光学与热学协同优化设计

摘要：

针对大功率量子级联激光器存在热积累严重的问题,本文基于MBE 与MOCVD结合的二次外延生长InP基量子级联激光器结构的工艺方法,设计优化中波单管 4W连续光输出的大功率量子级联激光器光学与散热性能.通过COMSOL软件对器件结构进行建模,设计器件光学和热学结构模型,分析不同结构参数对器件性能的影响,得到最优结构参数:在In0.53 Ga0.47 As层厚度为50 nm,波导下包层InP为 1μm,上包层InP为 2μm,封装金层厚度为3μm时,器件光学和热学综合性能最优,其中波导光限制因子为 0.74,核心区温度为 378 K.本文研究相关结论可为后续大功率中波量子级联激光器结构与工艺设计提供指导.

关键词：量子级联激光器、二次外延、波导结构、热学结构、协同优化

所属期刊栏目：53

分类号：TN242;O436(光电子技术、激光技术)

资助基金：北京学者基金项目;北京教育委员会研究项目;国家自然科学基金;北京信息科技大学研究项目

在线出版日期：2023-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1350-1359