admin 发表于 2025-5-26 18:57:28

波导层和限制层作用

波导层与限制层是微波器件和光电器件中的核心结构,其作用主要体现在电磁波或光信号的传输控制和能量约束上:
一、波导层的作用
[*]‌信号传输与引导‌
波导层通过特定介质结构引导电磁波或光信号沿预定路径传播,减少能量损耗与外界干扰。常见于微波电路和激光器中,如软波导可充当刚性连接的“软关节”,优化后的InGaN波导层能提升激光器的量子阱限制因子。

[*]‌应力调节与稳定性增强‌
在光电器件中,波导层的材料选择和结构设计可缓解内部应力,避免分层现象。例如调整GaN基激光器的波导层与电子阻挡层的位置,可降低器件应力并改善腔面质量。

[*]‌能量分布的优化控制‌
通过调节波导层的厚度和材料组分(如In组分),可实现光场或电磁场的精准分布控制,进而提升器件效率。例如优化后的波导层可减少吸收损耗,改善激光器的阈值电流密度。

二、限制层的作用
[*]‌场分布约束‌
限制层通过高折射率差异或特定电磁边界条件,将光信号或电磁波能量集中在核心区域(如激光器的有源区),防止能量泄露。例如多层结构中的光学限制层可增强量子阱的光场限制能力。

[*]‌抗干扰与稳定性提升‌
在微波系统中,限制层可抑制非设计频段的杂波干扰;在光电器件中,则通过减少外界环境(如温度、振动)对核心区域的扰动来提高工作稳定性。

三、协同作用两者的配合可实现高效能传输与低损耗控制。例如,在激光器中,波导层负责引导光信号,而限制层通过约束光场的横向扩展,共同降低器件的整体损耗并提升输出效率。
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