|
|
|
|
JCMSuite應用—垂直腔面發射雷射器（VCSEL） |
| 時間:2021-06-22 14:01來源:未知作者: infotek點擊:次列印 |
| 垂直腔面發射雷射器 （VCSEL） 是一種特定的微型化半導體鐳射二極體。諧振腔通常由布拉格反射鏡（分散
式布拉格反射器DBR）構成，鐳射束髮射垂直於頂部的表面。本教程案例展示了如何設置複雜的 VCSEL 幾何形狀，
以及如何用其特有的 3D 模式輪廓、共振波長和品質因數（Q 因數）高效的計算腔膜。該設置緊跟文獻中的案例
（比恩斯特曼等人2001年發表的文章）。其結構形狀是旋轉對稱的，因此您可以在圓柱坐標系統中使用共振模式求
解器來計算共振。
幾何體（由一個二維平面幾何形狀圍繞 y 軸旋轉以產生三維器件幾何結構）和各種網格生成參數在檔
layout.jcm中定義。在此特定情況下，所有層（DBR、激發層、光圈層、腔層）都在絕對座標中定義為多邊形，精
度低於納米量級。
設置網格選項，以便獲得相對較大的且不太精細離散化的計算域。（在這種情況下，最薄的層只有 的厚度，而
設備的直徑是約 。在這種條件下，各向異性網格設置可以顯著降低計算工作量。
微小特徵尺寸（Tiny Feature Size）選項實際上關閉了在所有層中比Tiny Feature Size=100單位長度小的網格
劃分。最小網格角度（Minimum Mesh Angle）選項可以設置銳角三角形。刪除內約束選項（Remove Inner
Constraints）可以引入亞網格，在垂直方向上通過放置幾個相同材料構成的薄層靠近彼此來實現(在本案例中是在中
央空腔區域完成的)。
下圖展示了上面所描繪的幾何形狀（左邊上圖DBR 是25組四分之一波層對，下麵DBR 是30組四分之一波層
對）和部分三角網格劃分（右圖，放大後是非常薄的激發層，可以看到具有尖銳三角形的各向異性網格）。
通過計算的3D解決方案，可以將計算的場分佈匯出到2D截面進行後處理。下圖展示了平行於對稱軸且通過腔體
中心的截面，左圖顯示了光強分佈，右圖是場向量分量的實部( ):
|
|
|
|
|
