パラメータ設定
プリセット
共振器パラメータ
共振器長 L
300 μm
前面反射率 R₁
0.32
後面反射率 R₂
0.95
屈折率 n
3.50
利得・損失パラメータ
内部損失 αᵢ
20 cm⁻¹
材料利得係数 g₀
100 cm⁻¹
光閉じ込め係数 Γ
0.35
内部量子効率 ηᵢ
0.80
発振波長 λ
1310 nm
—
閾値電流 Ith [mA]
—
スロープ効率 [W/A]
—
鏡面損失 αm [cm⁻¹]
—
縦モード間隔 [GHz]
—
Q値 (×10⁶)
—
フォトン寿命 [ps]
L-I特性（光出力 vs 電流）
縦モードスペクトル
主要な計算式
鏡面損失：
$$\alpha_m = \frac{1}{2L}\ln\!\frac{1}{R_1 R_2}$$閾値利得条件：
$$\Gamma g_{th} = \alpha_i + \alpha_m$$微分量子効率：
$$\eta_d = \eta_i \cdot \frac{\alpha_m}{\alpha_i + \alpha_m}$$縦モード間隔：
$$\Delta\nu = \frac{c}{2nL}$$フォトン寿命：
$$\tau_{ph} = \frac{n}{c(\alpha_i + \alpha_m)}$$
実務ポイント： レーザーダイオードの設計では閾値電流最小化（低消費電力）とスロープ効率最大化（高出力効率）のトレードオフが存在。VCSEL（垂直共振型）は共振器長10μm程度で非常に広い縦モード間隔（数THz）を持ちマルチモード発振しにくい。