1、无线电物理专业优秀论文 采用光子晶体与全向反射镜提高 LED 光提取效率关键词：发光二极管 光子晶体 全向反射镜 光提取效率 复合布拉格反射层摘要：发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量
2、子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差
3、分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高 LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD和 RCWA 算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高
4、普通LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。正文内容发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设
5、备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分
6、析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高 LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问
7、题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD和 RCWA 算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED内部光。结构的仿真结
8、果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成
9、为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCW
10、A） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜
11、设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显
12、示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基
13、于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构
14、中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该
15、仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及
16、GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案
17、。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从
18、而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代
19、白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的
20、，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，
21、并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emi
22、ttingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展
23、前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的
24、LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计
25、在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED
26、 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了
27、周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体
28、的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源
29、器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体
30、及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿
31、真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的
32、导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键
33、的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 LED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所
34、采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数
35、设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。发光二极管（light-emittingdiode，LED）是一种可将电能转化为光能的有源器件。LED 具有节能环保、寿命长、可靠性高、体积小等诸多优
36、点，因此被广泛地应用于移动设备、交通信号、平板显示、车辆照明、液晶显示、普通照明等领域，显示出了巨大的应用前景。随着相关技术的飞速发展，LED 将取代白炽灯、荧光灯成为下一代最具优势的固态光源。但是传统 LED 的输出光功率仍然很低，提高 LED 的量子效率成为最为关键的问题。目前部分 LED 的内量子效率达到了 80以上，因此如何提高 LED 的光提取率成为了目前国内外的研究热点之一。 本文首先概述了 LED 及 GaN 基 LED 的发展历程，分析了 LED 的应用及发展前景。LED 是由 PN 结组成的电致发光器件，因此从半导体及其能带理论角度分析了 LED 的发光原理，并详细讨论了 L
37、ED 的一些特性参数，重点分析了光提取效率及造成普通 LED 光提取效率低的原因。本文是基于采用光子晶体和全向反射镜结构来提高 LED 的光提取效率的，因此文章介绍了光子晶体的概念、特性及其理论研究方法，分析了周期性结构是如何提取平板光波导中的导模光的。重点研究了本文所采用的两种数值计算方法：时域有限差分算法（FDTD）和衍射模理论的严格耦合波分析法（RCWA） 。随后，概述了目前主要用以提高LED 光提取效率的方案。本文提出设计了结合优化参数的光子晶体和复合布拉格反射层的 LED 结构，并采用 FDTD 和 RCWA 两种算法进行仿真与分析。结果表明，该 LED 结构通过复合布拉格反射层解决
38、了衬底等材料吸收损耗光的问题，采用光子晶体提取波导模，从而有效地提高了其光提取效率，且结构中的光子晶体相对容易制作实现。最后，对全文进行了简要的总结，并展望了下一步的研究方向。 总之，根据布拉格反射层和光子晶体的特性，采用 FDTD 和 RCWA算法通过反复仿真选择参数设计出效果比较理想的结构，以提高普通 LED 的光提取效率。复合布拉格反射层构成全向反射镜设置在有源层和衬底之间，将有源层发出的底向光反射回上表面，从而减小了有源层以下包括衬底、电极等材料的光损耗；光子晶体设计在 p-GaN 层，通过光子禁带和衍射作用破坏 LED 内的导模，减小 LED 材料和外围介质的全反射效果，最大化地提取
39、 LED 内部光。结构的仿真结果表明，该 LED 结构的光提取效率有了很明显的提高，并对该仿真结果进行了详细的分析讨论。特别提醒 ：正文内容由 PDF 文件转码生成，如您电脑未有相应转换码，则无法显示正文内容，请您下载相应软件，下载地址为 http:/ 。如还不能显示，可以联系我 q q 1627550258 ，提供原格式文档。我们还可提供代笔服务，价格优惠，服务周到，包您通过。“垐垯櫃 换烫梯葺铑?endstreamendobj2x 滌甸?*U 躆 跦?l, 墀 VGi?o 嫅#4K 錶 c#x 刔 彟 2Z 皙笜?D 剧珞 H 鏋 Kx 時 k,褝仆? 稀?i 攸闥-) 荮vJ 釔絓|?殢
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