基于布拉格反射膜提高红光LED的外量子效率计算

固体照明的核心是LED。LED发光的明亮度演进规律已经被建模为海兹定律。驱动海兹定律的主要技术力量包括外量子效率和能耗。对比量化分析了经典的提高LED外量子效率的布拉格反射膜方法。     

具有反射电极的高亮度LED芯片设计

根据光学薄膜原理,针对正装LED芯片设计了5种不同方式的电极结构,得出电流阻挡层SiO2和Al反射镜叠加制备出的反射电极具有较高的反射率,光电特性明显优于常规电极制备出的LED芯片。实验结果表明,该反射电极的反射率比常规电极结构反射率高53.1%,电流阻挡层SiO2可以改进有源区的电流扩展,减小电流堆积效应,而Al作为反射镜可以降低电极对光的吸收,使其发光效率、光强分布、饱和特性曲线和发光角度明显优于常规电极结构。实验采用化学气相沉积(CVD)法配合电子束蒸发制备反射电极,芯片的光功率提高了5.6%,成功制备出高亮度LED芯片。     

电子阻挡层对UV LED芯片老化后反向漏电的影响

着重对紫外(UV)LED芯片的反向漏电进行研究,使用高Al组分的AlGaN材料作为LED外延结构中的电子阻挡层(EBL),旨在解决UV LED芯片在老化后的漏电问题。结果表明,高Al组分的AlGaN EBL凭借其足够高的势垒高度,可以有效降低电子泄漏水平,从而改善UV LED芯片在老化后的反向漏电问题。选取365~415 nm波段、量子阱禁带宽度为3.0~3.4 eV的外延片为研究对象,研究了EBL工艺对老化后芯片漏电性能的影响,得到AlGaN EBL的最佳Al组分为30%~40%,对应禁带宽度为4.0~4.3 eV。使用该方法制作的UV LED芯片在经过长时间老化后,其漏电流可以保持在1 nA以下,综合性能大幅提升。     

六边形LED芯片的出光效率模拟研究

近年来,人们对LED的出光效率和出光的效果进行了大量的研究和改进。有研究机构做出了六边形的LED芯片,实践中在光学性能、出光效率和成本上比传统的LED芯片有较大的优势。因此利用TracePro仿真软件对不同形状的LED芯片进行模拟,并通过对比验证仿真结果的正确性和仿真方法的可行性。仿真结果表明,六边形芯片的LED模型在光线扭曲和暗点的问题上比传统芯片的LED模型得到了明显的改善,照度均匀性得到明显的增强,光能的输出效率上也有一定的提高。对比两种芯片的LED模型在当下比较常见的封装模式下的光学性能,结果表明六边形芯片的LED模型在光强或均匀度上都要好于正方形芯片的LED模型。     

基于DBR结构的蓝光及白光GaN LED的制备及光学性能改善

为改善GaN基发光二极管(LED)的光学性能，设计并制备了具有高反射率与宽反射带宽的SiO₂/Ti₃O₅分布式布拉格反射镜(DBR)结构的蓝光和白光GaN LED。制备了具有不同周期数的DBR结构，其中，17周期DBR结构在400～660 nm波长内平均反射率超过99.3%,其反射带宽度达到231 nm。测试并比较了封装后的基于DBR结构的LED芯片的电学与光学特性。通过电流-光输出功率(I-L)特性测试，发现具有17周期DBR结构的蓝光LED的光输出功率比5周期的提升了6.7%,而白光LED的光输出功率则提升了9.7%。在约100 mA的直流注入电流下，蓝光和白光LED的最大光输出功率分别达到134.9 mW和108.4 mW。     

基于电流型控制的LED恒流源分析与设计

设计了一种输出功率约50W的LED恒流源驱动模块,其负载为由多只LED管(每只功率为1W)采用混联方式组成的LED阵列。通过对其电流型反激式变换及恒流控制电路的设计与试制,并在不同输入电压下,改变负载测试,可看出其电流变化规律基本相似。随着负载变小,输出电压升高,输出电流逐渐减小,输出电流稳定度达4.6%。在一定负载时,输出电压值保持在47.2V左右,电压纹波峰-峰值约为400mV。电流波动约0.05A,输出电流稳定可靠,可用于对多只串并混联的LED阵列驱动供电。     

基于电流型控制的LED恒流源分析与设计

设计了一种输出功率约50W的LED恒流源驱动模块, 其负载为由多只LED管(每只功率为1W)采用混联方式组成的LED阵列。通过对其电流型反激式变换及恒流控制电路的设计与试制, 并在不同输入电压下, 改变负载测试, 可看出其电流变化规律基本相似。随着负载变小, 输出电压升高, 输出电流逐渐减小, 输出电流稳定度达4.6%。在一定负载时, 输出电压值保持在47.2V左右, 电压纹波峰-峰值约为400mV。电流波动约0.05A, 输出电流稳定可靠, 可用于对多只串并混联的LED阵列驱动供电。     

高反射性电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率

由SiO₂/TiO₂分布布拉格反射镜(DBR)和Al镜组成的混合式反射电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率。混合式反射电流阻挡层不仅增强了电流扩展效应而且有效的将射向p金属电极的光子反射防止其对p电极焊点附近光子的吸收。实验结果表明,淀积在p-GaN上1.5个周期的SiO₂/TiO₂DBR和Al镜在455nm垂直入射时的反射率高达97.8%。在20mA的工作电流下,与没有电流阻挡层的发光二极管相比,生长1.5对SiO₂/TiO₂ DBR和Al镜作为电流阻挡层的发光二极管的光输出功率提高了12.5%,且光输出功率的分布更加均匀。     

高亮度AIGalnP红光发光二极管

对用于提高AlGaInP红光发光二极管(LED)出光效率的分布布拉格反射镜(DBR)和增透膜进行了分析,用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长了包含DBR和增透膜的LED,在20mA注入电流下,LED的峰值波长为623nm,光强达到200mcd,输出光功率为2.14mW。与常规的LED相比,光强和输出光功率有很大的提高。     

高亮度AlGaInP红光发光二极管

对用于提高AlGaInP红光发光二极管(LED)出光效率的分布布拉格反射镜(DBR)和增透膜进行了分析,用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长了包含DBR和增透膜的LED,在20 mA注入电流下,LED的峰值波长为623 nm,光强达到200 mcd,输出光功率为2.14 mW.与常规的LED相比,光强和输出光功率有很大的提高.     

光路可调的红外透射方法检测键合质量

基于红外透射原理,采用调节光路的冷光源方法搭建了晶片键合界面的质量检测系统。利用该系统可以很好的实现GaAs,InP材料的键合界面检测和刀片分离时的在线监测,同时本文以GaAs基分布布拉格反射镜(DBR)和InP基有源区键合为例,结合红外透视图像和薄膜转移照片分析,对键合表面处理方法进行了优化选择。试验表明该检测系统数据可靠,使用方便,为晶片键合条件及参数优化提供了实用平台。     

垂直腔面发射激光器DBR的优化设计

模拟分析了垂直腔面发射激光器分布布拉格反射镜铝组分不同分布对价带的影响,并对两种不同结构的器件进行了测试,测试结果表明抛物线渐变结构可以有效降低价带的势垒,进而可以改善垂直腔面发射激光器的电流热效应,为实现室温连续工作打下基础。     

（论坛）采用ALD方法制备TiO2/Al2O3布拉格反射镜并配合金属反射镜来增强背镀结构的反射效率

文中首次采用原子层沉积法制备TiO2/Al2O3布拉格反射镜并配合金属反射镜来制备了高反射率的背反射镜。制备的多层布拉格反射镜加Al镜和多层布拉格反射镜加Ag镜有很好的平整度和厚度的精确性,并且反射率高于96%。此外,TiO2/Al2O3布拉格反射镜和Al与蓝宝石衬底都有良好的粘合性,这样可以节省制备步骤并且可以得到高质量的背反射镜。利用原子层沉积技术和TiO2/Al2O3布拉格反射镜,我们得到了高反射率,角度依赖性小,更加稳定以及均一性更好的背反射镜,可以满足高亮度LED的需求。     

InGaAs-GaAs脊波导DBR激光器双模运行特性研究

对一种新型InGaAs-GaAs脊波导分布式Bragg反射(DBR)半导体激光器双模运行特性进行了研究.该激光器由1个普通增益区和2个DBR区组成,两DBR区采用均匀蚀刻的Bragg光栅,中间加入50～100 μm的分隔区,以减小两DBR区间的热作用影响.实验发现,在增益区偏置电流强度满足双模(双波长)运行条件的情况下,在分隔区施加一电流Ispace,会对双模调谐特性产生非常大的影响.结果表明:施加适当的Ispace可使双波长的可调谐间隔显著增加,并同时提高2个激射模的边模抑制比;在一定的范围内,较大的Ispace对应较好的双模运行参数.测量了3种几何尺寸样品在多种偏置电流下的双模运行特性,对分隔区长度、Ispace以及两者组合对双模调谐特性的影响作了深入研究.研究结果对改善双波长DBR半导体激光器双模运行特性给出了有用的信息.     

LED芯片DBR反射镜优化设计

讨论了反射镜反射率对LED光提取效率的影响,并基于芯片与封装协同设计的原理,针对蓝光和黄光波段,通过TFcalc膜系仿真软件设计和优化了分布式布拉格反射镜(DBR)膜系。仿真结果表明,单堆栈DBR结构最大反射带宽为134nm,而双堆栈DBR结构最大反射带宽可拓展至216nm。利用参考波长红移的方式,可以缓解DBR反射特性随入射角度增加而出现的反射谱线蓝移现象。金属增强型DBR结构能够减小反射偏振效应,提高反射带宽和平均反射率,并能够减小DBR厚度,从而显著改善芯片的散热性能。     

DBR光纤激光器拍频传感及其组网技术研究

研究了基于单纵模分布Bragg反射(DBR)光纤激光器的拍频解调传感技术,并对其组网技术进行了探讨。由于光纤本身的固有双折射,DBR光纤激光器能够产生两种正交偏振模式的激光,而这两种偏振模式的频率差拍会在射频域形成对温度变化极为敏感的拍频(beatfrequency)。实验结果表明:在20～100℃的温度范围内,激光器拍频随温度的增加呈线性减小,其线性拟合度高达0.99981,拍频灵敏度为0.51063MHz/℃。这种偏振式光纤激光器具有高输出功率、高信噪比、低解调成本和窄输出线宽等特点,有助于构建大规模的光纤有源传感网络。参考近年关于光纤传感网络的报道,提出一种有源光纤环形传感网络的构想。