Ge/SixGe1-x衬底620 nm半导体激光器的特性

短波长红光激光是激光显示、生物医学等应用领域急需开发的一种新波段光源。基于Ge/Si_xGe_1-x衬底设计并模拟分析了一种波长为620 nm的红光半导体激光器。该激光器使用Ge衬底以及Si_xGe_1-x基体层，通过改变Si_xGe_1-x层中的Si摩尔分数调整激光器结构中每层AlGaInP系材料的晶格常数，从而实现高Ga摩尔分数的GaInP量子阱并将GaInP量子阱的激光波长缩短至620 nm。通过计算SiGe、AlGaInP系材料的物理参数，研究了GaInP量子阱有源区结构和Si_xGe_1-x基体层组分对输出特性的影响规律，优化了激光器的结构参数。模拟结果表明，298 K温度下设计的激光器输出波长为620 nm，阈值电流为0.58 A，输出功率为1.20 W，转换效率为38.3%。