基于三角光栅的表面等离激元增强型发光二极管

作者：徐云川; 江孝伟^*; 朱郑乔若; 郑盛梅

来源：激光与光电子学进展, 2021, 58(11): 350-356.

• 表面光学
• 发光二极管
• 表面等离子激元
• 内量子效率
• 三角光栅

为了能够同时提高GaN发光二极管(light emitting diode,LED)的光提取效率和内量子效率,将GaN LED与准对称光波导(包含光栅、Ag薄层和SiO2层)集成,并基于时域有限差分法对该结构的GaN LED进行了优化与分析。经模拟计算发现,有源区发出的光在Ag薄层激发了表面等离激元,且表面等离激元与有源区产生了珀塞尔效应,因此显著提高了内量子效率。另外,高透射光栅使得LED的光提取效率得到显著提高,且光栅层使得Ag薄层两侧处形成了折射率准对称的波导结构,这进一步提高了表面等离激元的光提取效率,且Ag薄层两侧的电场呈均匀分布。

• 单位
  北京工业大学; 衢州职业技术学院; 机电工程学院