Effect of Stripe Width on Threshold in Single Quantum Well Laser Diodes

단일양자우물 Laser Diode에서 Stripe 폭이 문턱치에 미치는 영향

Threshold dependence on stripe width in gain-guided single quantum well lasers has been examined by complex domain effective index method. It is found, in narrow stripe regime, that the lateral optical confinement estimated by newly introduced parameters decreases very rapidly as the transverse optical confinement factor decreases. Thus, in a single quantum well laser with a usually very small, the optical confinement may become very poor depending on stripe width not only in the transverse but also in the lateral direction, further enhancing the gain saturation and often leading to an anomalously high threshold current. The understanding of rather anomalous threshold dependence on stripe width will be very important in optimization of quantum well laser diode structure.

Gain-guided 구조를 갖는 단일양자우물 laser diode에서, stripe 폭에 따른 threshold의 변화를 복소수영역 유효굴적률방법을 이용하여 분석하였다. 분석결과 stripe 폭이 좁은 영역에서는, 측방향광집속률을 나타내기위하여 세롭게 도입된 변수 가 수직방향광집속률 가 감소함에따라 급격하게 감소하는 경향을 알아내었다. 따라서 일반적으로 매우작은 수직방향광집속률을 갖는 단일양자우물 laser diode에서는, stripe 폭의 크기에 따라서는 광집속률이 측방향은 물론 수직방향으로도 매우 나빠지게 됨으로 이득포와현상을 더욱 심하게시키게되며 경우에 따라서는 문턱전류가 비정상적으로 증가하는 현상으로 이어지게된다. 이와같은 문턱치의 stripe 폭에 대한 약간의 비정상적인 의존성을 이해하는 것은 양자우물 laser diode의 구조최적화에 있어서 매우 중요한 일이라고 판단된다.