基于面光源模型的光子晶体发光二极管辐射特性的研究

作者：招瑜; 范冰丰; 王钢

来源：第十五届全国化合物半导体材料、微波器件和光电器件学术会议.

• 发光二极管
• 光子晶体
• 面光源
• 辐射特性
• 光源模型
• 多层散射法
• 晶格结构

我们提出一种用于计算具有光子晶体(PCs)图案的多层结构的面光源模型。此模型是基于多层散射法(scattering matrix treatment)的计算方法,可处理二维无限大的光子晶体层结构。 与传统的采用点光源作为器件辐射光源的做法不同,我们把器件的发光近似看作是由无穷多个点偶极子组成的丽辐射源,这种面光源模型与真实的面辐射器件,如发光二极管(LEDs),有机发光二极管(OLED)等的辐射机制相近。可得到更接近真实的发光特性。基于这个模型,我们计算了具有二维光子晶体图案的LEDs器件的发光特性。二维正方晶格和三角晶格光子晶体表面的LEDs的辐射的角分布光谱表明,具有光子晶体表面的发光器件的出光有明显的增强。与传统的点偶极子模型的计算结果比较,面光源模型得到的光谱的共振峰的强度较小,出光的空间分布也有所不同。两种模型结果的不同,在三角品格的LEDs结构中尤为明显。对于LEDs卒取效率(extraction efficiency)的计算同样表明,面光源得到的三角晶格结构卒取效率要比点光源的结果略低。

• 单位
  光电材料与技术国家重点实验室; 中山大学