基于场分布调控和多孔氮化镓DBR的蓝光光子晶体面发射激光器设计

作     者：刘启发 刘珂 李皖晴 郭寒 杨宇潇 朱刚毅 

作者机构：南京邮电大学通信与信息工程学院 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室 南京邮电大学波特兰学院 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第20期

页      面：165-173页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室(上海交通大学)开放基金(2023GZKF018) 发光与应用国家重点实验室基金(SKLA-2021-04) 江苏省研究生科研创新计划(KYCX22_0945) 

主　　题：多孔氮化镓 场分布调控 限制因子 品质因数 斜率效率 增益阈值 蓝光PhC面发射激光器 

摘      要：提出了一种基于表面场分布调控和多孔氮化镓（Ga N）分布式布拉格反射器（DBR）的蓝光Ph C面发射激光器，通过在Ga N表面引入二氧化钛（TiO2）Ph C层以及在下部引入多孔Ga N/Ga N DBR结构，实现具有高限制因子、高谐振品质因数和基于DBR增强光功率的激光谐振腔结构。采用严格耦合波分析（RCWA）、平面波方程（PWE）和时域有限差分（FDTD）等仿真方法，研究了Ph C结构和层结构参数对激光器性能的影响，最终完成了对光场模式分布的强约束与调节控制，实现了大于8%的Ph C层限制因子、38 cm-1的辐射常数和约2 W/A的斜率效率。此外，较高的品质因数和限制因子使激光器具有了低至217 cm-1增益阈值。