半导体激光二极管已经包括了从太赫兹到紫外的广阔波段,在工业、交通、通信、信息处理、医疗卫生以及文化教育等多种领域都有着非常重要的应用。本文所研究的就是对用Ⅲ族氮化物半导体材料设计的深紫外激光二极管（Deep Ultraviolet Laser Diode,DUV-LD）的性能进行优化。由于Ⅲ族氮化物材料的激光二极管具有可以直接包含蓝光、绿光、紫光和紫外光的比较大的禁带宽度,并且它的发光特性远远优于以往的其他材料,这些材料自身的特征决定了Ⅲ氮化物材料可适用于制作光学器件的必然性。通过使用Crosslight公司的Lastip仿真软件,对深紫外激光二极管的电子阻挡层（Electron Barrier Layer,EBL）、波导层（Waveguide Layer,WGL）以及有源区结构进行了优化。为了解决高的电子泄露、空穴泄露以及低的载流子复合率等问题,开展了对DUV-LD优化的仿真实验。本文所开展的主要内容如下:1.对于激射波长小于280 nm的DUV-LD而言,所面临的严峻问题之一就是电子泄露的问题。目前常采取的方法是通过在p区中加入一层AlGaN电子阻挡层（EBL）结构。这层EBL结构可以在p型层中提供一个额外的势垒,有效地阻碍电子从有源区中溢出到p区,从而可以降低电子泄露的问题,达到有效提高AlGaN基深紫外激光二极管性能的目的。将具有矩形EBL、正梯矩形EBL和倒梯矩形EBL的深紫外激光二极管进行比较和研究,实验结果显示具有倒梯矩形电子阻挡层结构的深紫外激光二极管能够提供更高的电子有效势垒,从而有效地抑制了电子泄漏。2.为了使光子高效率的聚集在DUV-LD的有源区内,选择在DUV-LD结构中优化上下波导（WGL）结构并且选用折射率比有源区低的AlGaN材料。因为光子在上下波导层的折射率低于在有源区的折射率,可以将光更好的限制在有源区内,从而使得深紫外激光二极管获得更高的光增益。所以通过对上下波导层的优化可以有效提高DUV-LD的光电性能。将具有矩形WGL、单阶梯型WGL和双阶梯型WGL结构的深紫外激光二极管进行对比和研究,得出具有新型双阶梯型上波导层和双阶梯下波导层的DUV-LD不仅能够提高器件的材料增益,而且还可以在上波导层处提供更高的电子有效势垒,在下波导层处提供更高的空穴有效势垒,从而有效地抑制了电子泄漏和空穴泄露的问题。3.提出一个激射波长为267 nm的BGaN基深紫外激光二极管。模拟重点是对BGaN基深紫外激光二极管有源区结构的设计和优化,包括对有源区量子阱对数结构的优化、以及量子阱（QW）和量子势垒（QB）厚度的优化,改进后得到一个阈值电流为23.68 m A,且当注入电流为80 m A时,输出功率可以达到129m W的高性能器件。本文提到的对深紫外激光二极管结构的优化方案,对改善器件的电子泄露、空穴泄露以及低的载流子复合率等问题具有重要的意义。