Para abordar el problema de la baja eficiencia de extracción de luz en los LED deep-UV basados en AlGaN, se diseñó una estructura de encapsulado con una lente de cuarzo unida firmemente con resina fluorada, resolviendo eficazmente la gran pérdida por reflexión interna total cuando los fotones de un LED con estructura invertida salen del sustrato de zafiro. Los estudios muestran que una capa delgada de resina fluorada en la interfaz puede formar una transición de índice de refracción relativamente coincidente, maximizando la emisión de fotones, con una mejora típica del 28 % en la intensidad luminosa de un LED deep-UV de 250 nm. Sobre esta base, se diseñó un sustrato de encapsulado cerámico con paredes laterales reflectantes para mejorar la extracción y concentración de la luz emitida en modo magnético transversal (TM) de los LED deep-UV. Los resultados de simulación muestran mejoras significativas para diferentes longitudes de onda de los LED deep-UV en comparación con una muestra de control cuya eficiencia de salida frontal era inferior al 50 %, alcanzando hasta un 94 % tras introducir el sustrato de encapsulado reflectante, siendo la mejora más notable para los LED con longitudes de onda menores a 250 nm, lo cual está relacionado con una mayor proporción de emisión en modo TM. La optimización adicional de la curvatura de la lente de cuarzo permitió controlar eficazmente las características de concentración de la luz emitida, satisfaciendo las demandas de distribución del campo luminoso en diferentes escenarios de aplicación de LED deep-UV, tales como la inactivación superficial.

AlGaN;LED deep-UV;extracción de luz;estructura de encapsulado