Pour résoudre le problème de faible efficacité d'émission lumineuse des LED à base d'AlGaN dans l'ultraviolet profond, une structure d'emballage avec une lentille en quartz collée étroitement avec une résine fluorée a été conçue, résolvant efficacement la perte importante par réflexion interne totale lorsque les photons des LED à structure inversée sortent du substrat en saphir. Les recherches montrent qu'une couche d'adhésion en résine fluorée relativement mince au niveau de l'interface peut former une transition d'indice de réfraction relativement assortie, maximisant ainsi l'émission des photons, avec une augmentation typique de 28 % de l'intensité lumineuse des LED à 250 nm dans l'ultraviolet profond. Sur cette base, un substrat d'emballage en céramique avec des parois latérales réfléchissantes a été conçu pour améliorer l'extraction et la concentration de la lumière émise en mode magnétique transverse (TM) des LED UV profondes. Les simulations montrent une amélioration significative pour différentes longueurs d'onde des LED UV profondes par rapport à l'échantillon de référence qui avait une efficacité d'émission vers l'avant inférieure à 50 %, pouvant atteindre jusqu'à 94 % avec l'introduction du substrat réfléchissant, l'amélioration étant encore plus marquée pour les LED avec des longueurs d'onde inférieures à 250 nm, ce qui est lié à leur proportion plus élevée d'émission en mode TM. L'optimisation supplémentaire de la courbure de la lentille en quartz a permis de contrôler efficacement la caractéristique de convergence de la lumière émise, répondant aux besoins de distribution du champ lumineux dans différents scénarios d'application des LED UV profondes, tels que la désactivation de surface.

AlGaN;LED UV profond;extraction lumineuse;structure d'emballage