GaN基LED表面微納結(jié)構(gòu)的偏振出光.pdf

1、亞波長(zhǎng)金屬光柵結(jié)構(gòu)是近年來迅速發(fā)展起來的納米功能元件之一。將亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)和GaN基LED發(fā)光芯片集成一體,在提高出光效率的同時(shí),使LED具有直接偏振出光功能,對(duì)掌握光電子器件核心技術(shù)具有重要的意義。這種高效偏振出光的LED在集成光子學(xué)、光電子器件和新型光顯示技術(shù)等都有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本論文主要對(duì)GaN基LED表面的亞波長(zhǎng)金屬光柵結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計(jì)和制作方法展開了研究,主要包括以下幾方面:
　　1.利用等效介質(zhì)理論分析了

2、GaN表面介質(zhì)膜結(jié)構(gòu),通過對(duì)過渡介質(zhì)層的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了對(duì)光傳導(dǎo)的調(diào)控,改善了結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能。利用FDTD方法研究了GaN基LED表面嵌入式復(fù)合光柵結(jié)構(gòu),分析了光柵材料性質(zhì)和結(jié)構(gòu)尺寸,包括過渡介質(zhì)層和復(fù)合光柵的材料、過渡介質(zhì)層薄膜厚度、復(fù)合光柵的周期、占空比和深度等等,說明了在GaN基底和光柵層之間引入過渡介質(zhì)層結(jié)構(gòu),可以增強(qiáng)藍(lán)綠光波段 LED的的偏振出光。
　　2.在GaN基LED的表面設(shè)計(jì)了兩種新型的表面微納偏光結(jié)構(gòu):(1)空氣隙

3、偏振型金屬光柵結(jié)構(gòu),由于更多的能量被局域在空氣隙內(nèi),近場(chǎng)耦合增強(qiáng),使得更多的TM光透過,該結(jié)構(gòu)的偏振透射率達(dá)到88％,消光比為37dB,匹配波段幾乎覆蓋整個(gè)可見光范圍,且光柵周期設(shè)計(jì)達(dá)到200nm;(2)納米顆粒陣列的亞波長(zhǎng)金屬光柵結(jié)構(gòu),綠光波段透射率達(dá)到84％,消光比為26dB,而且納米顆粒陣列結(jié)構(gòu)可以降低凹槽填充的難度。
　　3.介紹了亞波長(zhǎng)金屬光柵結(jié)構(gòu)的制備工藝,研究了光刻剝離工藝和全息-離子束刻蝕工藝。采用紫外激光雙光束干