Многократное отражение излучения внутри полупроводников с высокими показателями преломления является одной из наиболее важных проблем, с которой приходится сталкиваться при разработке мощных светодиодов.
На рис. 9.3 показан пример излучения, локализованного внутри полупроводника. По закону Снеллиуса луч света, испущенный в активной области, может подвергнуться полному внутреннему отражению. В случае высоких показателей преломления угол полного внутреннего
отражения можно оценить при помощи следующего приближенного соотношения:
Рис. 9.7. Зависимость внешнего квантового выхода излучения от тока для светодиода красного цвета свечения (650 нм), имеющего форму перевернутой усеченной пирамиды (TIP), и светодиода с большой площадью р-п-перехода, смонтированного в корпусе мощной лампы (LJ). Коэффициент оптического вывода светодиода TIPпревысил аналогичный показатель светодиода LJв 1,4 раза и при 100 мА составил 55% от максимального значения внешнего квантового выхода (Kramesetal., 1999)
В работах Шмида и др. (Schmidetal., 2000, 2001, 2002) для повышения коэффициента оптического вывода светодиодов предложено использовать конические элементы. Показано, что при применении таких элементов в инфракрасных светодиодах GaAsвозможно улучшение внешнего квантового выхода до 50%. Однако эти диоды обладают довольно низкой мощностью излучения, что связано с требованиями к площади поверхности конуса вывода излучения, из-за которых область инжекции становится намного меньше общей площади светодиода.
Источник:
Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.