Komputerowa analiza zjawisk pojemnościowych w azotkowych laserach VCSEL

• Autorzy: Śpiewak Patrycja , Wasiak Michał , Sarzała Robert P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.10.58

Warianty tytułu

EN

Computer analysis of capacitance phenomena in nitride VCSELs

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono symulacje komputerowe azotkowych laserów o emisji powierzchniowej z pionową wnęką rezonansową, emitujących fale 405 nm. Analiza dotyczy zjawisk pojemnościowych zachodzących w tych laserach, istotnych z punktu widzenia ich potencjalnych zastosowań. Zauważono istotną różnicę w prądach czynnych między strukturami ze złączem tunelowym (TJ) i implantacją oraz strukturą z kontaktem ITO. Struktura TJ z grubą implantacją wydaje się najbardziej korzystna z punktu widzenia właściwości pojemnościowych.

EN

This paper presents computer simulations of nitride vertical-cavity surface-emitting lasers, emitting at 405 nm. The analysis is focused on capacitance phenomena occurring in these lasers, which are important for potential applications in optical links. A significant difference in the active currents is observed between the two analyzed structures with tunnel junction (TJ) and implantation, and the structure with an ITO electrode. The structure with TJ and thick implantation seems to be the most favorable from the point of view of capacitance properties.

Słowa kluczowe

PL

VCSEL; symulacja komputerowa; GaN; laser półprzewodnikowy

EN

VCSEL; computer simulation; GaN; semiconductor laser

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 10
• Strony: 257--260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Śpiewak Patrycja

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 217/221, 90-005 Łódź

• https://orcid.org/0000-0002-2820-7420

autor

Wasiak Michał

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 217/221, 90-005 Łódź

• https://orcid.org/0000-0002-9569-4265

autor

Sarzała Robert P.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 217/221, 90-005 Łódź

• https://orcid.org/0000-0002-2929-0844

Bibliografia

• [1] Seurin J.F., Zhou D., Xu G., Miglo A, Li D., Chen T., Guo B., Ghosh C, High-efficiency VCSEL arrays for illumination and sensing in consumer applications, Proc. of SPIE 9766 (2016) 97660D-1(9)
• [2] Warren ME, Podva D, Dacha P, Block MK, Helms CJ, Maynard J, Carson RF. Low-divergence high-power VCSEL arrays for lidar application. InVertical-Cavity Surface-Emitting Lasers XXII 2018 Feb 19 (Vol. 10552, p. 105520E). International Society forOptics and Photonics.
• [3] Dummer M., Johnson K., Rothwell S., Tatah K., Hibbs-Brenner M., The role of VCSELs in 3D sensing and LiDAR, Proc. SPIE11692 (2021), Optical Interconnects XXI, 116920C
• [4] Pruijmboom A., Apetz R., Conrads R., Deppe C., Derra G., Gronenborn S., Kolb J.S, Moench H., Ogiewa F., Pekarski P., Pollmann-Retsch J., Weichmann U., Vertical-cavity surface emitting laser-diodes arrays expanding the range of high-power laser systems and applications, J. Laser Appl. 28 (2016), n.3, 032005-1(7)
• [5] E. Haglund, P. Westbergh, J. S. Gustavsson, E. P. Haglund, A. Larsson, “High-speed VCSELs with strong confinement of optical fields and carriers” Journal of Lightwave Technology, 34(2), 269-277, 2016.
• [6] L. U. Khan, “Visible light communication: Applications, architecture, standardization and research challenges”, Digital Communications and Networks, 3.2: 78-88, 2017.
• [7] R. P. Sarzała, et al., Optical and Quantum Electronics, 36(4), pp. 331–347, 2004.
• [8] M. Wasiak et al.,, J. Phys. D Appl. Phys., 49(17), 2016.
• [9] Kuc M. et al., Thermal crosstalk in arrays of III-N-based Lasers,Materials Science and Engineering: B, vol. 178(20) (2013),1395-1402.
• [10] Forman CA, Lee S, Young EC, Kearns JA, Cohen DA, Leonard JT, Margalith T, DenBaars SP, Nakamura S. Continuous-wave operation of m-plane GaN-based vertical-cavity surfaceemitting lasers with a tunnel junction intracavity contact. Applied Physics Letters. 2018 Mar 12;112(11):111106
• [11] Sarzała RP, Śpiewak P, Wasiak M. Influence of resonator length on performance of nitride TJ VCSEL. IEEE Journal of Quantum Electronics. 2019 Oct 9;55(6):1-9.
• [12] Shen, Chih-Chiang, et al. "Design and Fabrication of the Reliable GaN Based Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser via Tunnel Junction„, Crystals 9.4 (2019): 187

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).