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基于双光栅结构下特征参量与GaN基LED光提取效率的动态关系
第 卷第 期 光 子 学 报
39 7
Vol.39No.7
年 月
2010 7 Jul2010
ACTAPHOTONICASINICA y
文章编号: ( )
1004421320100712085
基于双光栅结构下特征参量与 基 光提取
GaN LED
效率的动态关系
1a 1b 2 1b
王亚伟 ,刘仁杰 ,金骥 ,刘明礼
( 江苏大学 理学院; 机械工程学院,江苏 镇江 )
1 a. b. 212013
( 中国计量学院,杭州 )
2 310018
摘 要:为解决光子在半导体和空气界面处的全反射导致的GaN基发光二极管外量子效率低下的
问题,基于双光栅 GaN基发光二极管芯片模型的基本构成,利用蒙特卡罗算法及波动方程理论进
行模拟,分析了光子的主要损耗对出光效率的影响 通过数值计算模拟,计算了不同光栅槽深、周
.
期及吸收系数对发光二极管光提取效率的动态影响,结果表明:光提取效率曲线随反射光栅槽深的
增大呈余弦周期性变化,与光栅衍射效率与槽深之间的关系是一致的;光提取效率在光栅间距为介
质中光波长附近时达到最大,随着周期的增大或减小而减小;双光栅 GaN基发光二极管受GaN吸
收系数影响比传统 基发光二极管明显,吸收系数越小,光提取效率越高 透射光栅槽深为
GaN .
,周期为 ,反射光栅槽深为 ,周期为 , 吸收系数为 时能获得最
350nm 300nm 230nm 250nm GaN 0
大光提取效率为67%.而传统平板型 GaN基发光二极管,模拟得到的光提取效率只有 18.5%,添
加双光栅结构后的 基发光二极管,可以提高光提取效率 倍以上 结合提高晶体质量,降低
GaN 3 .
GaN吸收系数能更有效提高光提取效率.
关键词:光学;光提取效率;蒙特卡罗;发光二极管;提高;动态关系
中图分类号: 文献标识码: : /
O436.1 A 犱狅犻10.3788 zx1208
g
0 引言 量的大量损耗,而且由于 LED经常工作在高温状
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