新结构电泵浦VCSEL热特性模拟与测试

摘要

本文引入了辐射桥电极和A1N钝化膜结构，设计并制作了一种980nm新型辐射桥结构VCSEL。利用有限元热分析软件ANSYS模拟了常规结构和新型辐射桥结构VCSEL内部的热场分布和热矢量分布，经模拟与计算得到，新型辐射桥结构器件的热阻为3.22K/W，比常规结构器件的热阻降低了约29％。经实验测得新型辐射桥结构器件的热阻为2.94K/W，比常规结构器件的热阻降低了约33％，实验测试结果与模拟结果基本吻合；同时测得新型辐射桥结构VCSEL的阈值电流为409mA，最大电光转换效率为20.4％，最大输出功率为647mW，它们分别比常规结构器件的降低了21％，提高了34％和50％。模拟与实验结果均表明新型辐射桥结构器件不仅有具有良好的热特性，而且还有更好的光电性能。该结构的设计在探索制备大功率器件方面具有重要的参考价值，为研制高效率和高功率VCSEL提供了一条新途径。