Para resolver o problema da baixa eficiência de extração de luz dos LEDs de ultravioleta profundo à base de AlGaN, foi projetada uma estrutura de encapsulamento com lente de quartzo unida firmemente por resina de flúor, que resolveu eficazmente a grande perda por reflexão interna total quando os fótons saem do substrato de safira na estrutura flip-chip do LED. Estudos mostram que uma camada fina de resina de flúor na interface pode formar uma transição relativamente compatível do índice de refração, maximizando a emissão de fótons, com um aumento de 28% na intensidade luminosa típica do LED de ultravioleta profundo de 250 nm. Com base nisso, foi projetado um substrato de encapsulamento cerâmico com paredes laterais refletoras para melhorar a extração e a convergência da luz emitida no modo TM (magnetismo transversal) dos LEDs UV profundos. Os resultados da simulação mostram melhorias significativas para LEDs UV profundos de diferentes comprimentos de onda. Em comparação com a amostra controle com eficiência de emissão frontal inferior a 50%, a introdução do substrato refletor elevou a eficiência máxima para 94%, sendo a melhora mais significativa nos LEDs com comprimento de onda inferior a 250 nm, devido à maior proporção de emissão no modo TM. A curvatura otimizada da lente de quartzo permite um controle eficaz das características de convergência da luz emitida pelo LED, atendendo às necessidades de distribuição do campo luminoso em diferentes aplicações, como a inativação superficial de LEDs UV profundos.

AlGaN; LEDs UV profundos; extração de luz; estrutura de encapsulamento