[发明专利]1.3μm波长的无偏振高效率发光量子点器件及设计方法

权利要求书

1.一种3μm波长的无偏振高效率发光量子点器件，其特征在于，包括自上而下依次设置的环形空气孔光子晶体微腔[1]、量子点层[2]、全方向反射镜结构[3]、基底[4]，其中环形空气孔光子晶体微腔[1]为三角晶格环形空气孔的光子晶体微腔，该光子晶体微腔的结构类型为L3型，即光子晶体中心处沿X轴缺失三个单位元，光子晶体微腔缺陷处左右两侧的孔[7]为空气孔，光子晶体微腔的材料为GaAs。

2.根据权利要求1所述1.3μm波长的无偏振高效率发光量子点器件，其特征在于，量子点层[2]为掺杂沉积InAs的GaAs材料层。

3.根据权利要求1或2所述1.3μm波长的无偏振高效率发光量子点器件，其特征在于，所述全方向反射镜结构[3]由两种不同折射率材料AlAs/Al_0.5Ga_0.5As构成。

4.根据权利要求1或2所述1.3μm波长的无偏振高效率发光量子点器件，其特征在于，所述基底[4]的材料为半导体材料硅。

5.一种设计权利要求1中环形空气孔光子晶体微腔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定发光量子点器件的波长，将该波长限定为1.3μm；

步骤2、选定环形空气孔光子晶体结构，将该结构限定为三角晶格；

步骤3、通过遗传优化算法来调整环形空气孔的外径r₁和内径r₂参数，直至光子晶体结构的完全禁带最大时为止，此时的外径r₁和内径r₂参数值即为所需的光子晶体结构参数；

步骤4、根据上述步骤得到的内外径参数搭建L3型光子晶体微腔结构，之后将中心缺陷处两侧的单位元改为空气孔，空气孔的半径为r₃，空气孔向微腔内侧偏移量为l；

步骤5、对空气孔半径r₃和偏移量l进行线性扫描，当1.3μm处横磁模(TM)与横电模(TE) 均达到10⁴以上的品质因子时，完成设计。