Nano-Ridge Surface Emitting Laser

Korte beschrijving

Dit proefschrift onderzoekt nano-ridge surface-emitting lasers (NRSEL’s) op basis van fotonische-kristalrib-arrays die op GaAs zijn gegroeid met InGaAs-kwantumputten. Het ontwikkelt een theoretisch kader om Bloch-modi aan de bandranden te identificeren en te labelen, met nadruk op hoe symmetrie in het Γ-punt straling kan onderdrukken en bound states in the continuum (BIC’s) en hoog‑Q quasi‑BIC’s kan creëren die geschikt zijn voor lasing met lage drempel en oppervlaktestraling. Twee-dimensionale FDTD- en bandstructuurberekeningen worden gebruikt om dispersie, veldpariteit, Q-factoren en verticale extractie voor representatieve geometrieën in kaart te brengen, en om mode-eigenschappen te koppelen aan meetbare far-field kenmerken. Vervolgens behandelt het werk eindige apparaatdimensies, waarbij wordt aangetoond dat het verminderen van het aantal perioden de in‑plane lekkage vergroot en de lasdrempel verhoogt, en worden heterostructuurcaviteiten voorgesteld met laterale oxide-secties (hogere brekingsindex) die de lokale bandgap verschuiven en als in‑plane spiegels fungeren. Simulaties kwantificeren de Q-verhoging en verbeterde verticale koppeling, terwijl praktische beperkingen door disorder, eindige grootte en verstrooiing aan randen worden besproken. Tot slot schetst het proefschrift geavanceerde concepten voor post-growth golflengteregeling en bundelvorming. Experimentele karakterisatie wordt gepresenteerd om laswerking te valideren, spectra en polarisatie met simulaties te vergelijken en optimalisatie van de efficiëntie te motiveren.