Um das Problem der geringen Emissionswirkungsgrade von auf AlGaN basierenden tiefen Ultraviolett-LEDs (Light Emitting Diodes) zu lösen, wurde eine eng aufgebaute Quarzlinse mit fluoriertem Harz als umhüllung konzipiert, um das Problem des großen Verlustes durch innere Totalreflexion von Photonen in invertierten LED-Strukturen beim Austritt aus dem Saphirsubstrat effektiv zu lösen. Die Studie zeigt, dass eine dünn aufgetragene Schicht aus Verbundharz relative Anpassung des Brechungsindex erreichen kann, die die maximale Photonenausbeutung ermöglicht, wobei die Intensität der tiefen Ultraviolett-LED-Emission typischerweise um 28% erhöht werden kann. Auf dieser Grundlage wurde eine Keramikverkapselungsplatte mit reflektierender Seitenwand entworfen, um die Extraktion und Konzentration des Lichts, das von tiefen Ultraviolett-LEDs in transversalem Magnetmodus (TM) emittiert wird, zu erhöhen. Die Simulationsergebnisse zeigten eine signifikante Verbesserung für tiefes Ultraviolett-LED mit verschiedenen Wellenlängen, wobei die Frontemissionswirkungsgrad nach Einführung der reflektierenden Verkapselungsplatte auf bis zu 94% erhöht werden kann im Vergleich zu weniger als 50% Effektivitätssteigerung bei den Referenzproben, insbesondere bei LEDs mit einer Wellenlänge von weniger als 250 nm, die mit ihrem höheren Anteil an TM-Modus-Emission zusammenhängt. Eine weitere Optimierung des Krümmungsradius der Quarzlinse ermöglicht eine wirksame Steuerung der Eigenschaften der ausgestrahlten LED-Lichtkonzentration, die den Anforderungen der Lichtfeldverteilung von Led-GUV in verschiedenen Anwendungsszenarien wie der Oberflächeninaktivierung gerecht wird.

AlGaN; tiefe Ultraviolett-LED; Lichtextraktion; Verkapselungsstruktur