GaN基LED表面微納結構的偏振出光.pdf

1、亞波長金屬光柵結構是近年來迅速發(fā)展起來的納米功能元件之一。將亞波長光柵結構和GaN基LED發(fā)光芯片集成一體,在提高出光效率的同時,使LED具有直接偏振出光功能,對掌握光電子器件核心技術具有重要的意義。這種高效偏振出光的LED在集成光子學、光電子器件和新型光顯示技術等都有著廣闊的應用前景。
　　本論文主要對GaN基LED表面的亞波長金屬光柵結構的理論設計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)膜結構,通過對過渡介質(zhì)層的優(yōu)化,實現(xiàn)了對光傳導的調(diào)控,改善了結構的光學性能。利用FDTD方法研究了GaN基LED表面嵌入式復合光柵結構,分析了光柵材料性質(zhì)和結構尺寸,包括過渡介質(zhì)層和復合光柵的材料、過渡介質(zhì)層薄膜厚度、復合光柵的周期、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)層結構,可以增強藍綠光波段 LED的的偏振出光。
　　2.在GaN基LED的表面設計了兩種新型的表面微納偏光結構:(1)空氣隙

3、偏振型金屬光柵結構,由于更多的能量被局域在空氣隙內(nèi),近場耦合增強,使得更多的TM光透過,該結構的偏振透射率達到88％,消光比為37dB,匹配波段幾乎覆蓋整個可見光范圍,且光柵周期設計達到200nm;(2)納米顆粒陣列的亞波長金屬光柵結構,綠光波段透射率達到84％,消光比為26dB,而且納米顆粒陣列結構可以降低凹槽填充的難度。
　　3.介紹了亞波長金屬光柵結構的制備工藝,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