Face au problème de faible efficacité d'émission des LED (diodes électroluminescentes) à ultraviolets profonds à base d'AlGaN, une structure d'encapsulation de lentille en quartz étroitement composée de résine fluorique a été conçue pour résoudre efficacement le problème des importantes pertes par réflexion totale interne des photons dans les LED à structure inversée lors de leur émission à partir du substrat en saphir. L'étude a montré qu'une fine couche de résine fluorique composite peut former une transition de l'indice de réfraction relativement adaptée, réalisant une émission maximale de photons, avec une élévation de l'intensité d'émission LED ultraviolette profonde typique de 28%. Sur cette base, une plaque d'encapsulation céramique avec paroi latérale réfléchissante a été conçue pour augmenter l'extraction et la concentration de la lumière émise par les LED ultraviolets profonds en mode transversalement magnétique (TM). Les résultats de simulation ont montré une amélioration significative pour les LED ultraviolets profonds de différentes longueurs d'onde, avec un rendement d'émission avant porté jusqu'à 94% après l'introduction de la plaque d'encapsulation réfléchissante en comparaison à moins de 50% de rendement d'émission avant pour les échantillons de référence, en particulier pour les LED de longueur d'onde inférieure à 250 nm, en raison de leur proportion plus élevée d'émission du mode TM. Une optimisation supplémentaire du rayon de courbure de la lentille en quartz permet un contrôle efficace des propriétés de concentration de la lumière émise par les LED, capable de répondre aux besoins de distribution du champ lumineux des LED ultraviolets profonds dans divers scénarios d'application tels que la désactivation en surface.

AlGaN; LED à ultraviolets profonds; extraction lumineuse; structure d'encapsulation