采用光子晶體技術(shù)提高LED光取出效率的研究.pdf

1、發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)作為一種新型固態(tài)光源，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了人類照明史的又一次技術(shù)革命。但在實(shí)際應(yīng)用中，LED的發(fā)光效率往往低于傳統(tǒng)光源，這成為限制 LED進(jìn)一步應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。所以如何提高LED的發(fā)光效率已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)?；诖耍岢霾捎靡痪S缺陷光子晶體和二維光子晶體結(jié)構(gòu)提高LED光取出效率，通過分析光子晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)對LED光取出效率的影響，得到最佳的晶體結(jié)構(gòu)并用光學(xué)仿真證明

2、了光子晶體LED的優(yōu)越性。
　　首先，以能帶理論為基礎(chǔ)分析LED發(fā)光原理并介紹決定其光學(xué)性能的參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，建立LED電光轉(zhuǎn)換效率的數(shù)學(xué)模型，研究內(nèi)量子效率和光取出效率對LED電光轉(zhuǎn)換效率的影響。重點(diǎn)分析影響光取出效率的因素，并采用光子晶體結(jié)構(gòu)提高LED的光取出效率。
　　其次，應(yīng)用一維光子晶體結(jié)構(gòu)的窄帶反射特性，將有源層射向襯底的光反射回去以減少襯底及電極對光的吸收；采用傳輸矩陣法分析一維光子晶體的反射特性，在此基礎(chǔ)上

3、設(shè)計(jì)帶有一維缺陷光子晶體結(jié)構(gòu)的LED，并對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了對任意入射角度的光反射。
　　再次，利用二維光子晶體結(jié)構(gòu)的衍射特性使導(dǎo)行模式的光衍射出芯片?；趪?yán)格耦合波理論和等效介質(zhì)理論，分析二維光子晶體的衍射效率。在普通 LED表面設(shè)計(jì)二維光子晶體結(jié)構(gòu)，選取適當(dāng)?shù)木Ц癯?shù)和空氣孔深度，實(shí)現(xiàn)最大衍射效率。
　　最后，結(jié)合一維缺陷光子晶體與二維光子晶體設(shè)計(jì)LED芯片模型，并應(yīng)用 Tracepro軟件進(jìn)行光學(xué)仿真，對仿真結(jié)果進(jìn)行分