Comparison of methods for simulation of the optical properties of VCSELs
Abstract
This paper presents the differences arising from the use of scalar
(Effective Frequency Method) and vector (Fourier’s and Bessel’s
Admittance Methods) calculation methods in optical analysis of
arsenide Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs). Discussed
results demonstrate that the vector methods are more accurate than the
scalar one, but also they are more time consuming. By comparing two
vector methods, it can be seen that the Bessel’s Admittance Method
allows to obtain similar qualitatively and quantitatively results in a
slightly shorter time. The calculations were performed for structures
with varied aperture radius and its location in the resonant cavity.
Moreover, this paper includes the comparison of calculation results for
a structure in which there are layers with gradually changing
refractive index, and the structure in which these layers are replaced
by a layer with a constant average refractive index. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki obliczeń propagacji emitowanej
fali elektromagnetycznej (jej długości i czasu życia fotonów) dla arsenkowego
lasera typu VCSEL. Celem pracy jest przedstawienie różnic płynących
z zastosowania skalarnych i wektorowych metod obliczeniowych. Omówione
wyniki pokazują, iż metody wektorowe są dużo dokładniejsze od metody skalarnej, ale jednocześnie bardziej czasochłonne. Obliczenia przeprowadzono
dla struktur różniących się wartością średnicy apertury oraz jej położeniem
wzdłuż wnęki rezonansowej. Ponadto metodą skalarną wykonano obliczenia
dla struktury, w której występują warstwy o gradientowo zmieniającym się
współczynniku załamania, oraz dla struktury, w której warstwy te zastąpiono
warstwą pośrednią o stałym współczynniku załamania. Celem pracy jest również
pokazanie różnic w wynikach otrzymanych dla powyższych przypadków.
Collections
- 2017, vol. 38 [9]
- Artykuły (WFTIiMS) [207]