Resumen de Diseño, análisis y simulación de diodos láser con forma de embudo
En esta tesis se recoge el trabajo realizado en simulación y diseño de diodos láser con forma de embudo (tapered lasers). Este tipo de láseres de semiconductor son el principal exponente de los láseres de alto brillo y la complejidad de su funcionamiento hace indispensable el uso de herramientas de simulación para el análisis de los procesos físicos que lo gobiernan. Un programa de simulación cuasi-3D ha permitido analizar láseres de embudo de distintos tipos y con emisión a diferentes longitudes de onda con el objetivo de optimizar diseños. Se han identificado los principales mecanismos que limitan el funcionamiento de este tipo de diodos láser: el autoenfoque del haz como consecuencia de las lentes de portadores y térmica, y la aparición de múltiples lóbulos, consecuencia de un filtrado insuficiente de la sección recta. Los resultados de las simulaciones han sido validados mediante comparación con medidas experimentales en láseres con distintas geometrías, longitudes de onda de emisión y estructuras epitaxiales.
A lo largo de este trabajo se han estudiado por primera vez ciertos diseños novedosos de dispositivos de embudo, como son los láseres de embudo con contactos separados, los diseños sobre epitaxias asimétricas, o los dispositivos con lente integrada. En algunos de estos casos ha sido necesario dotar al programa de simulación de nuevas capacidades que permitieran la simulación de estos particulares dispositivos. Las predicciones del modelo han sido confirmadas en los experimentos.
Asimismo se han incluido en el modelo ciertas mejoras con el objetivo de obtener una herramienta más robusta y precisa, extendiendo su aplicación a dispositivos con emisión en el rojo, o incluyendo el acoplo de varios modos a la solución tratando de solventar las carencias detectadas en la simulación de los láseres de embudo guiados por índice.
El trabajo llevado a cabo ha permitido proponer diferentes estrategias para mejorar el brillo de los dispositivos, así como analizar una nueva aplicación para los láseres de embudo con contactos separados, la modulación directa de la potencia óptica variando la relativamente pequeña corriente inyectada en la sección recta.
