飞利浦光子晶体LED光提取效率达73%

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飞利浦光子晶体LED光提取效率达73%



在向大功率、高亮度LED的最大光提取效率迈进时，飞利浦Lumileds公司（位于加拿大圣何塞市）与飞利浦Research公司（位于荷兰艾恩德霍文市）的研究人员研制出一种使用电子晶体结构的蓝光LED，在未封装的情况下，其光提取效率预计可达73%。


事实上，这种光提取效率对于一个未封装的LED是非常重要的，原因有两个方面。首先，LED封装中使用的有机材料用于高强度降解，因此，不适合大功率LED。


其次，使用封装材料可降低LED的亮度；这是因为，封装材料比空气有较高的折射率，可直接与LED发射器接触。这就意味着，与存在空气间隙相比，从发射器中发出的光线可以以更高角度进入封装材料中，增加LED的“光学角度”。（对于一个典型的封装LED而言，其亮度的降低归因于这两因素之一。）


氮化镓（GaN）基LED非常薄（700nm），并在其表层有一个六角形的光子晶体模式，晶格常数为455nm，深度为250nm。这种新版本LED至少可以在某种程度上胜过其它光子晶体LED，因为它非常薄，以致于LED只允许获取极少的光学模式，这样，研究人员就可以对产生的极少光学模式进行优化。


LED是由蓝宝石上的多量子阱生长而成的，发射的最高波长是450纳米（nm），尺寸是200×200微米。发射器下的反射器为低损耗银制品。为了弄清楚剩余光（非提取的）的去向，研究人员做了一个模拟试验，发现大约一半光由量子阱吸收，另外一半则由反射器吸收。