高精度LED集成组件

采用单片及混合集成技术，成功地研制出了广泛用于信息记录、显示、显像的多种微型ＬＥＤ组件，简述了组件的光电隔离原理、设计思想、结构及主要技术参数。     

单片X-Y交叉引线微型LED矩阵组件

研制成功了广泛用于信息记录和显示、显像的微型X-Y矩阵LED组件.简述了组件光电隔离原理和主要技术参数.     

集成微型杜瓦的研制

随着红外技术的迅速发展和广泛应用,为红外探测器提供低温环境的杜瓦和制冷机技术也有了较大的进展,出现了杜瓦和斯特林制冷机集成体,即IDCA组件。它是将微型杜瓦与斯特林制冷机集成一体,制冷机的冷指与杜瓦的芯柱合二为一,消除了杜瓦芯柱的热传导及制冷机与杜瓦冷头之间的温差,较大程度地降低了系统的能耗,减轻了制冷机重量,使系统结构更紧凑。文中介绍了红外PtSi256×256CCD用0.5W微型IDCA组件中集成微型杜瓦的结构特点和一些实验结果。     

一种微波光子探测器组件的封装设计与实现

为实现微波光子系统的高集成度、高可靠性,进行了一种微波光子探测器组件的封装设计与实现。介绍了定制化封装设计思路,选择可伐合金作为壳体材料,采用的卧式贴装方案中选用斜面透镜光纤,给出了封装工艺流程和关键工艺点,最终封装的组件光电耦合效率在68%～79%之间,满足总体指标需求。该组件通过混合集成封装方法,实现了微波芯片与光子芯片在同一封装内的阵列化集成及气密性封装。该组件的封装设计与实现方法,可用于其他微波光子产品,有助于提升光载射频传输系统的集成度与可靠性。     

中波红外8通道微型集成滤光片的研制

利用组合刻蚀法布里珀罗（F－P）干涉滤光片的谐振腔间隔层的方法,制备了集成在一个基片上的8通道中波红外（λ₀=2.8 μm）窄带滤光片,通道线宽为0.7 mm,光谱通道定位精度优于1%,各通道相对半峰宽为1%,此法有效提高了成品率,并可满足实现通道数更多,集成度更高的滤光器件发展的需求,     

一次透镜封装的单片集成LED光源北大核心CSCD

在使用LED作为照明光源的过程中,光场作为LED应用中的关键因素,一般使用二次光学系统进行调控。但是二次光学系统一般设计复杂、体积大、重量重,随着LED光学封装系统朝着小型化方向发展,二次光学系统的应用将会变得困难。结合软件仿真和实验验证探索了用于单片集成发光二极管(MI-LED)的一次光学透镜的光场调控功能。研究结果表明,仿真和实验LED光源的光场几乎重合一致,所设计的一次透镜将LED光源的光束角从120°调控到48°~72°范围内。与未加一次透镜的LED光源相比,加一次透镜的LED光源具有更高的光提取效率和更均匀的空间光色分布。     

自集成透镜InGaAsP／InPDHLED及其离子束铣技术

本文报道在国内首次采用离子束铣技术研制自集成透镜InGaAsP/InP DH LED的实验结果。采用烘烤正性光致抗蚀剂来形成球状掩膜适合于离子束铣,且重复性很好。为了获得光洁的刻蚀表面,刻蚀条件均已最优化。     

MRTD算法在集成平面光波导组件分析中的应用

将基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析（MRTD）算法用于集成平面光波导组件的时域分析中,实现了MRTD算法的各向异性理想匹配层（APML）吸收边界条件,并对平行介质带定向耦合器进行了数值模拟和验证,所得结果与解析解非常一致.与传统的FDTD算法相比,MRTD算法在不牺牲计算精度的前提下能够大大节省计算资源.     

低电压有机薄膜晶体管驱动顶发射有机发光二极管的集成像素的研制

研究了有机薄膜晶体管(OTFT)驱动顶发射有机发光二极管(OLED)的集成制备技术。通过减小栅绝缘层的厚度,达到降低OTFT工作电压的目的。OLED采用标准的绿光器件,利用超薄的Al薄膜作为半透明阴极实现顶发射功能。实现了低电压工作的OTFT与顶发射OLED的集成,其中OTFT的阈值电压为2.0 V,饱和场效应迁移率为0.40 cm2·V-1·s-1。基于实验数据,对集成像素的电特性进行了计算分析,在-5~-10 V的栅电压调控下,像素亮度能在50~250 cd/m2的范围内实现线性灰度调控。     

GaN基白光LED的研制与特性

本文报导了通过低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)的InGaN/GaN量子阱蓝光发光二极管(LED)与钇铝石榴石(YAG)荧光粉结合而得的白光发光二极管(W-LED).在室温、正向电流20mA时,W-LED轴向亮度为170mcd,显色指数(CRI)达到82,色温(CCT)为7448K,CIE色坐标是(0.296,0.316),接近纯白色(0.33,0.33).随着注入电流的增强,测量并探讨了白光LED的发射光谱与发光强度的变化.     

利用LED的量子特性设计新型普朗克常数测定仪

采用发光二极管的量子发光原理,通过测两发光二极管的伏安特性,确定阈值电压,根据相关半导体理论,计算出普朗克常数,通过对红黄绿三种颜色的发光二极管进行实验测量,结果表明误差稍大,但作为一种设计性实验开发学生的创新思维还是值得肯定的.     

利用干涉光刻技术制备LED表面微纳结构

为了制备大面积周期性微纳米结构以提高LED的发光效率,建立了劳厄德(Lloyd)干涉光刻系统。简单分析了该干涉光刻系统的工作原理,并介绍了利用干涉曝光工艺制备一维光栅、二维点阵、孔阵列等纳米结构图形的具体实验过程。最后对纳米图形进行结构转移,制备出了金属纳米结构。实验结果表明:利用劳厄德干涉光刻系统,可以在20 mm×20 mm大小的ITO衬底上稳定制备出周期为450 nm的均匀光栅或二维点阵列图形结构,它们的占空比也是可以调节变化的。     

功率效应对功率LED热阻的影响

分析比较了在不同输入功率条件下1 W GaN基LED样品的热学特性,得出了有效热阻随加载功率的变化规律。基于瞬态热测试方法,讨论了结-环境热阻与输入功率之间的关系。加载电流为100~500 mA的区域随着电功率增加,有效热阻明显降低;当电流增至500 mA以上时,有效热阻减小幅度越来越小;而当加载电流为900~1 650 mA时,结-环境的热阻随着电功率的增加而缓慢升高。随着注入电功率的增加,在不同电流区域同一个样品的热阻变化趋势却是相反的,这个现象归因于串联电阻热耦合随输入功率的变化。该结果对分析功率型LED热特性具有一定参考价值。     

发光二极管峰值波长偏移对色度的影响

利用可调恒流源控制彩色LED发光,采用多道光谱仪测量LED的光谱特性,得到峰值波长随工作电流的变化产生的偏移,并计算了由此而引起的色度值变化.     

Nonspherical LED packaging lens for uniformity improvement

Light emitting diode (LED) has more advantages compared with a traditional incandescent light bulb and a fluorescent lamp, such as small size, low quantity of heat, long life, low power consumption, fast response, plain packaging and ease of develop ment of a frivolous short product. A methodology is proposed to improve the uniformity of the LED illumination system. As a light source in a backlight unit (BLU), the requirement for optical characteristics of a LED is different from highly directional conventional ones. New diffused-type LEDs need to be developed to fulfill the requirement of the BLU industry. A non-spherical lens is designed to optimize uniformity, and a great improvement in uniformity from 28.4 to 64% is demonstrated. In the future, it may used in an LED display to improve the unevenness of illumination.     

白光LED用红色荧光粉Sr2EuxGd1-xAlO5的制备及其发光性质

用高温固相反应法合成了Sr₂Eu_xGd_1-xAlO₅红色荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光和近紫外光激发下,样品的发射光谱由Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J(J=0,1,2,3,4) 特征发射组成,其中Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₁(λ=590 nm)和⁵D₀→⁷F₂(λ=622 nm)跃迁发射的强度最大。当Eu³⁺离子的摩尔分数为 0.75时,样品的发光最强。研究结果表明,Sr₂Eu_xGd_1-xAlO₅荧光粉是一种在近紫外芯片白光LED上有应用前景的红光荧光粉。     

Micro‐LED pumped polymer laser: A discussion of future pump sources for organic lasers

Optical pumping conditions for organic solid‐state lasers (OSLs) are discussed with particular emphasis on the use of gallium nitride based light‐emitting diodes (LEDs) as pump sources. LEDs operate in a regime where the pump should be optimized for a short rise time and high peak intensity, whereas fall time and overall pulse duration are less important. Lasers pumped with this approach need to have very low thresholds which can now be routinely created using (one‐dimensional) distributed feedback lasers. In this particular case stripe‐shaped excitation with linearly polarized light is beneficial. Arrays of micron‐sized flip‐chip LEDs have been arranged in an appropriate stripe shape and the array dimensions were chosen such that the divergence of LED emission does not cause a loss in peak intensity. These micro‐LED arrays have successfully been used to pump OSLs with thresholds near 300 W/cm² (∼9 ns rise time, 35 ns pulse duration), paving the way for compact arrays of indirectly electrically pumped OSLs.     

氮化镓基发光二极管产业化中的材料物理问题

第三代半导体氮化镓化合物半导体已成为蓝光发光二极管的主流材料，国际上的产业化已成规模，国内也有多家处于中试阶段，由于氮化镓基材料中有如此多的问题没有解决，材料制备设备，器件工艺也极需改进及优化，这既给了中国科研人员及工程技术人员一个机遇，也使他们面临着严峻的挑战。     

双层光子晶体氮化镓蓝光发光二极管结构优化的研究

为了提升氮化镓(GaN)蓝光发光二极管(LED)光提取效率, 设计了双层光子晶体LED模型. 提出等效折射率近似方法, 简化求解了结构中的介质波导模式分布. 从而对模型中顶层光子晶体刻蚀深度d, 嵌入式光子晶体厚度T及其距有源层距离D等结构参数进行了优化. 同时利用时域有限差分方法对优化结果进行了验证. 相比其他仿真方法, 模式分析极大地减少了对LED建模优化的计算复杂度, 同时从理论上阐明了不同结构参数变化引起LED光提取效率改变的原因. 研究发现, 当顶层光子晶体满足d ≈ λ / n_PhCs 时, 结构内大部分高阶导模尚未被截断但源区能量向低阶导模的转化被有效抑制, 光提取效率给出极大值. 嵌入式光子晶体的引入将激发覆盖层模式, 当满足100 nm≤ T ≤ 300 nm且100 nm≤ D ≤ 200 nm 时, 覆盖层模式可以从有源层获得较大能量并有效地与顶层光子晶体耦合, 极大地提升了光提取效率. 本文优化结果使得LED光提取效率提升了4倍, 对高性能GaN蓝光LED的设计制造具有重要意义.