双凹型谐振腔结构的金属半导体纳米激光器的数值仿真

摘要

近年来,金属半导体纳米激光器作为超小尺寸的光源被广泛地研究,其在光子集成回路、片上光互连、光通信等领域具有潜在的应用价值.随着谐振腔体积的减小,激光器损耗也迅速增加,这阻碍了激光器进一步的小型化.本文提出一种基于双凹型谐振腔的金属半导体纳米激光器结构.该结构具有圆柱形的反射端面和内凹的弯曲侧壁,能够使谐振模式集中于腔中心并减小辐射损耗,从而提升品质因子和降低激光器阈值.本文利用时域有限差分方法数值计算了三种不同曲线侧壁的双凹腔性能.数值仿真结果表明,相比于传统胶囊型腔结构,本文提出的双凹腔结构的品质因子提高24.8%,激光器阈值电流降低67.5%,能够有效提升激光器性能.该结构在超小型金属半导体纳米激光器领域具有重要应用价值.