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基于蓝光GaN的VCSEL与铝光栅的表面等离子体共振

DOI：10.1016/j.optlastec.2018.12.027 期刊：Optics & Laser Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 基于表面等离子体（SP）应用于垂直腔面发射激光器（VCSEL）的研究，我们提出了一种新型465纳米氮化镓基VCSEL——通过在p-i-n层沉积铝矩形光栅来增强照明效果。同时，通过控制强烈依赖于材料、周期、深度和偶极子位置等结构参数的表面等离子体模式，实现了有效辐射功率的提升。与传统结构相比，我们的方案使有效辐射功率提高了30%。这些优势使得表面铝光栅成为蓝光波段SP耦合VCSEL中一种具有成本效益且工艺简单的替代技术方案。
作者： Shupeng Li，Huiqing Sun，Tianyi Liu，Zhiyou Guo，Sheng Zhang，Yaohua Zhang，Xin Wang，Xiu Zhang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过与铝矩形光栅上诱导的表面等离子体共振模式耦合，提高465纳米氮化镓基垂直腔面发射激光器的有效辐射功率。

研究成果

基于氮化镓的垂直腔面发射激光器（VCSEL）上所提出的铝矩形光栅，通过表面等离激元共振，相较于传统结构将有效辐射功率提升了30%。这种增强效果取决于材料、周期、深度和偶极子位置等结构参数，在蓝光波段铝的效果最佳。这为提升VCSEL性能提供了一种低成本且简单的技术。

研究不足

该研究基于模拟而非实验验证，可能无法完全反映现实复杂性。优化仅针对蓝光波长范围（465纳米），未必适用于其他波长。特定软件工具及假设条件（如折射率）的使用可能导致误差。

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