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非均匀电流注入与半极性(2021ˉ)蓝光GaN基垂直腔面发射激光器的丝状激射（含埋入式隧道结）

DOI：10.1002/pssa.201900718 期刊：physica status solidi (a) 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 在连续波工作模式下，452纳米激光模式的微分效率为（此处原文缺失数值），阈值电流为2.7毫安。研究展示了孔径直径对9λ腔长器件的影响：微分效率随孔径尺寸增大而提升，而当孔径大于10微米时阈值电流密度保持恒定。较大孔径器件中观察到丝状激射现象，推测该模式行为源于孔径内电流注入的非均匀性。光学近场图像与热显微镜图像的关联性为该理论提供了佐证。
作者： Jared A. Kearns，Joonho Back，Nathan Palmquist，Daniel A. Cohen，Steven P. DenBaars，Shuji Nakamura
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究连续波工作条件下，孔径尺寸对采用埋隧道结（BTJ）电流限制结构的半极性氮化镓基垂直腔面发射激光器（VCSELs）性能的影响。

研究成果

该研究展示了连续波工作状态下采用BTJ定义孔径的半极性VCSEL，实现了4%的微分效率和2.7 mA的阈值电流。研究呈现了孔径直径对微分效率和阈值电流密度的影响：当孔径大于10 μm时，微分效率随孔径增大而提升，而阈值电流密度保持恒定。较大孔径中的丝状激射现象被归因于电流注入不均匀性，近场和热成像分析为此提供了佐证。

研究不足

研究指出，由于活化不完全和异常高的粗糙度，这些器件存在高工作电压问题，从而引发了显著的散射损耗。但连续波工作状态下器件性能轻微退化的机制尚未查明。

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