LED（Light Emitting Diode）,即發(fā)光二極管,是一種基于p-n結(jié),在合適的正向偏壓下以自發(fā)輻射為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體發(fā)光器件。白熾燈和鹵素?zé)艄庠吹榷际莻鹘y(tǒng)的發(fā)光光源,與它們相比,LED的優(yōu)勢(shì)有效率高、壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等,因此被譽(yù)為21世紀(jì)綠色照明光源。傳統(tǒng)LED芯片由于受到全反射的限制,導(dǎo)致其出光效率較低,因此想要實(shí)現(xiàn)功率型LED,必須克服的技術(shù)瓶頸是提高LED出光效率。光纖作為最常見的光波導(dǎo),因其壽命長(zhǎng)、體積小、便于維護(hù)和柔韌性好等優(yōu)點(diǎn),成為照明技術(shù)的新寵。光纖照明是光源發(fā)出的光通過耦合裝置進(jìn)入光纖,并在光纖中傳輸和照明。LED光纖耦合照明系統(tǒng),既發(fā)揮LED的光源優(yōu)勢(shì),又體現(xiàn)了光纖照明的特點(diǎn),是照明行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。本論文先是改善LED結(jié)構(gòu)提高其出光效率,再設(shè)計(jì)出LED光纖耦合系統(tǒng),并做了相關(guān)的理論和仿真分析。全文主要內(nèi)容概括如下:（1）對(duì)GaN材料進(jìn)行概述,分析其發(fā)展歷史和特點(diǎn)以及LED發(fā)展史和已經(jīng)提出的提高其出光效率的研究。（2）由于本論文基于時(shí)域有限差分法計(jì)算LED的光取出效率,進(jìn)而介紹了FDTD的理論方法。（3）先對(duì)傳統(tǒng)正裝和倒裝結(jié)構(gòu)LED進(jìn)行仿真,然后再基于RSO... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PN結(jié)能帶結(jié)構(gòu)圖及發(fā)光原理

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論平面波與光柵垂直時(shí)，每條狹縫上的點(diǎn)都是一個(gè)次波源，這些次波源發(fā)出的光線是球面波。因?yàn)楠M縫的長(zhǎng)度無限，所以將狹縫簡(jiǎn)化為該平面上的一排點(diǎn)，只考慮與狹縫垂直的平面上的情況。在該平面上，每條狹縫的出射光會(huì)相干疊加，從而形成某一特定方向上的光場(chǎng)。在發(fā)生干涉時(shí)，由于從每條狹縫出射的光線在干涉點(diǎn)的相位不同，它們之間會(huì)部分或全部抵消。但是當(dāng)兩束光線相位相同，就會(huì)發(fā)生干涉加強(qiáng)現(xiàn)象，而相位相同的條件是需要相鄰狹縫的出射光到達(dá)干涉點(diǎn)的光程差是光波長(zhǎng)的整數(shù)倍。光柵的工作狀態(tài)取決于工作波長(zhǎng) 與光柵周期 d 的比值大小。圖 1.2 為透射型光柵的工作狀態(tài)示意圖。圖 1.2（a）中入射光產(chǎn)生多個(gè)級(jí)次的衍射光，這種情況發(fā)生在光柵周期遠(yuǎn)大于工作波長(zhǎng)( )。這個(gè)狀態(tài)下，衍射特性可以通過標(biāo)量衍射理論來近似分析[24]。

菱公司制成第一種大芯徑聚合物光纖（LCPOF），這種光纖直徑通常在 6-12mm 之中科院理化所研制出 SI 型 PMMA 芯 POF 并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。照明系統(tǒng)壽命長(zhǎng)，節(jié)能環(huán)保，安全可靠且便于維護(hù)，上世紀(jì)以來各國對(duì)其深入高度的關(guān)注度。1980 年左右，我國的南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院最早從事光纖照已形成已多組份玻璃光纖、聚合物光纖、石英光纖和液芯光纖為主的四大系列，廣泛用于國民生活的方方面面[32-36]。纖照明初期，GOF 和 SOF 多用于內(nèi)窺鏡和牙科等精密照明，但是其成本太高明的發(fā)展，聚合物光纖的性能逐漸提高，而且它的價(jià)格還很便宜，這才使得光羅大眾的生活，逐漸應(yīng)用于汽車、商場(chǎng)、工業(yè)和建筑等各個(gè)領(lǐng)域。來，城市建設(shè)進(jìn)行的如火如荼，電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的也極其迅速，LED 光源顯色性，響應(yīng)時(shí)間短，供電電壓低，壽命長(zhǎng)，耐沖擊抗震，重量輕且無毒環(huán)保，因此得到普及，如舞臺(tái)燈光，交通信號(hào)燈，廣告屏幕，建筑物夜景照明等，LED 發(fā).3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于雙自由曲面的LED均勻照明準(zhǔn)直透鏡設(shè)計(jì)[J]. 趙歡,李長(zhǎng)庚,陳志濤,張志清,趙維,王君君.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
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[3]基于COB LED的均勻光強(qiáng)分布可見光通信系統(tǒng)發(fā)射端的光學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 李遠(yuǎn)興,梁文躍,葉湖貴,龍擁兵,申冬玲,嚴(yán)輝章,譚健華,葉嘉建.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
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博士論文
[1]利用光子晶體與一維光柵結(jié)構(gòu)提高GaN基LED光取出效率的研究[D]. 劉會(huì).華中科技大學(xué) 2014

碩士論文
[1]硅基GaN諧振光柵及其傳感應(yīng)用[D]. 陳佳佳.南京郵電大學(xué) 2015
[2]基于良好散熱的LED光纖耦合裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 李瑞濤.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2973141