Para abordar el problema de la baja eficiencia de emisión de luz en LEDs ultravioleta profundo basados en AlGaN, se diseñó una estructura de encapsulado con lente de cuarzo estrechamente unida por resina de fluoruro, que resolvió eficazmente la gran pérdida por reflexión interna total de los fotones que salen del sustrato de zafiro en LEDs con estructura invertida. La investigación muestra que una capa de resina de fluoruro fina en la interfaz puede formar una transición de índice de refracción relativamente coincidente, maximizando la salida de fotones; la intensidad de luz típica de un LED ultravioleta profundo de 250 nm puede incrementarse en un 28%. Sobre esta base, se diseñó un sustrato de encapsulado cerámico con pared lateral reflectante para mejorar la extracción y concentración de la luz emitida en modo magnético transversal (TM) de los LEDs ultravioleta profundo. Los resultados de simulación muestran mejoras notables en LEDs de diferentes longitudes de onda en el ultravioleta profundo, con una eficiencia máxima de emisión directa del 94% con el sustrato reflectante, frente a menos del 50% en muestras de referencia, siendo la mejora más significativa para LEDs con longitudes de onda inferiores a 250 nm debido a la mayor proporción de emisión en modo TM. La optimización adicional de la curvatura de la lente de cuarzo permitió un control efectivo de las características de concentración de la luz emitida por el LED, satisfaciendo las necesidades de distribución del campo luminoso en diferentes aplicaciones de LEDs ultravioleta profundo, como la desactivación superficial.

AlGaN;LED ultravioleta profundo;extracción de luz;estructura de encapsulado