G GaN基材料是Si、GaAs之后的第三代半导体材料,具有禁带宽度大、电子迁移率高等特性,相关的合金材料属于直接带隙半导体,材料发光效率高,又因其禁带宽度范围约为0.7~6.2eV,包含了从可见光绿光、蓝光、紫光到紫外光的宽波长范围,适合用于制备光学器件。半导体激光器的器件结构紧凑,可以在很小体积下实现激光激射,同时具有发光效率高、响应速度快以及使用寿命长等特点,在信息通信、激光显示、水下探测、生物科学以及军事领域如激光雷达等领域有广泛的应用。本文所研究的波长为300nm的GaN基半导体激光器属于深紫外范围,可以应用在生物探测、医疗杀菌、导弹预警、卫星加密通信等领域,具有很广阔的应用前景。本文简述了半导体激光器的研究背景、应用以及基本原理,建立了数值计算模型,用于研究器件结构与特性的关系。。首先设计了具有简单双异质结的300nm波长激光器结构(结构A),,仿真结果表明,该器件的阈值电流为1.092A,阈值电压为6.052V,斜率效率为0.042W/A。但是,这种简单结构的激光器侧模分布范围大;因此,对结构A进行改进,增加了脊型结构(结构B),仿真结果表明,结构B的光场侧模分布比结构A的情形更密集,,但阈值电压提升了16%;为了提升激光器整体性能,引入了量子阱结构(结构C),仿真结果表明,与结构B比较,结构C的激光器阈值电流减少39.5%,斜率效率提升116.7%,整体性能比之前有较大提升;随后引入电子阻挡层(结构D)来提升激光器性能,与结构C相比,结构C的激光器结构将斜率效率提升了19.8%;最后,使用组分渐变层设计(结构E)进一步提升激光器的性能指标,将阈值电流减少12.3%,斜率效率提升了15.6%;最终器件性能与刚开始相比阈值电流减少了44.6%,斜率效率提高了200%。上述结果表明了300nm GaN基半导体激光器器件结构优化在提高器件性能上的有效性。