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聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料光纤(POF)具有性能优越和成本低的特点,在光纤入户工程中广泛应用,但它需要廉价可靠的光传输系统。PMMA的最小吸收的窗口位于510nm和570nm之间、GaN基绿光谐振腔发光二极管(RCLED)的波长正好与其相匹配。与工作在650nm的光通信系统相比,采用绿光光源的系统拥有更低的损耗。RCLED具有窄光谱线宽、小发射角、高效的耦合率、高提取效率和高带宽,以及无阈值、稳定、产量高、热特性更好和低复杂度的制备工艺的优点,这使它成为PMMA塑料光纤通信系统的最佳光源。
本论文利用APSYS软件研究GaN基绿光RCLED,论文内容主要包括以下几个方面:
介绍了RCLED和光纤入户工程的发展过程,论述了谐振腔和RCLED的基本原理,对APSYS软件及其涉及的理论进行了说明,详细论述了GaN基绿光、垂直结构的RCLED与PMMA光纤的研究内容。
讨论了RCLED的结构以及结构设计的要点。参照Ray-Hua Homg等人在实验在使用的结构,在APSYS中建立了GaN基RCLED的模型并进行了模拟,对主要的结果进行了分析和讨论。结果表明,RCLED具有较高的内量子效率和良好的电流均匀性,与传统LED器件相比,RCLED有更好的发光特性。
介绍了垂直结构的优点,并把它应用在了RCLED上。由于结构的改进以及底部Ag反射镜的应用,在RCLED的Ⅰ-Ⅴ特性与改进前相比基本保持不变的同时,RCLED的发光性能得到了25%的提高。随后,在理论上证明了谐振腔腔长的减小能够提高器件的发光性能,计算了不同腔长的RCLED的出射光谱,计算的结果很好地印证了这一理论推断。