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阵列波导光栅中心波长温度稳定性的研究

光学学报 2007年第10期27卷 1725-1729页

作者：黄华茂刘文黄德修武汉光电国家实验室

阵列波导光栅中心波长的温度不稳定性成为限制其应用的主要原因。为了设计温度不敏感阵列波导光栅,结合弹性多层板热应力理论和应力集中效应给出掩埋波导芯层应力的解析解,利用等效折射率法计算阵列波导的有效折射率及其温度系数,考虑... 详细信息

阵列波导光栅中心波长的温度不稳定性成为限制其应用的主要原因。为了设计温度不敏感阵列波导光栅,结合弹性多层板热应力理论和应力集中效应给出掩埋波导芯层应力的解析解,利用等效折射率法计算阵列波导的有效折射率及其温度系数,考虑波导材料折射率和波导长度随温度的变化得到了硅基二氧化硅阵列波导光栅中心波长的温度系数。并研究了贴有应力板的阵列波导光栅中心波长的温度特性,结果表明在芯片底部贴有0.37 mm厚的铝板时,TE模和TM模中心波长的温度系数分别是5.9 pm/℃和8.0 pm/℃,下降到传统阵列波导光栅中心波长温度系数的一半。

关键词：导波光学阵列波导光栅温度稳定性应力补偿板

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具有侧面柱状结构的高压LED芯片制备

光电子．激光 2013年第10期24卷 1906-1910页

作者：王洪吴跃峰钟炯生黄华茂华南理工大学理学院广东省光电工程技术研究中心广东广州510640

设计制作了一种具有侧面柱状结构的高压发光二极管(HV-LED)芯片,与未作侧面柱状结构的HV-LED芯片相比,在正向电流20mA下,其光功率提高了7.6%,而正向电压和波长基本维持不变。对这两种HV-LED芯片的电流和电压以及电流和光功率的关系进行... 详细信息

设计制作了一种具有侧面柱状结构的高压发光二极管(HV-LED)芯片,与未作侧面柱状结构的HV-LED芯片相比,在正向电流20mA下,其光功率提高了7.6%,而正向电压和波长基本维持不变。对这两种HV-LED芯片的电流和电压以及电流和光功率的关系进行研究。封装白光后的测试结果表明,在色温4 500K、驱动电流20mA下,具有侧面柱状结构的HV-LED芯片光效达125.6lm/W。在标准测试温度为20℃、正向电流为20mA驱动下,具有侧面柱状结构的HV-LED芯片封装老化测试1 000h后,光衰仅为2%。

关键词：高压发光二极管(HV—LED) 侧面柱状结构光提取效率

具有图形化Al背面反射镜的GaN基LED芯片

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华南理工大学学报（自然科学版） 2014年第8期42卷 14-20页

作者：黄华茂胡金勇王洪华南理工大学物理与光电学院∥广东省光电工程技术研究开发中心广东广州510640

图形化反射镜能提高LED芯片的光提取效率.在蓝宝石衬底背面制备三角周期排列的微米尺寸Si O2圆台形结构,再沉积金属Al,构成图形化反射镜.基于Monte Carlo光线追迹方法的三维光学仿真表明,相比平面反射镜,图形化Al反射镜可使芯片光提取... 详细信息

图形化反射镜能提高LED芯片的光提取效率.在蓝宝石衬底背面制备三角周期排列的微米尺寸Si O2圆台形结构,再沉积金属Al,构成图形化反射镜.基于Monte Carlo光线追迹方法的三维光学仿真表明,相比平面反射镜,图形化Al反射镜可使芯片光提取效率提升7.5%.实验测试结果表明,输入电流为20m A时,相比平面反射镜,图形化Al反射镜可提升芯片输出光功率8.4%,而芯片的电学性能无恶化.基于有限元方法的二维热力学仿真讨论表明,图形化反射镜有利于芯片获得更低的温度和热应力,且微结构附近的应力集中对芯片性能的影响可忽略.

关键词：图形化反射镜 LED芯片出光效率热应力

高效率GaN基高压LED芯片的制备及COB封装

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发光学报 2015年第6期36卷 692-698页

作者：黄晓升黄华茂王洪李静华南理工大学物理与光电学院广东省光电工程技术研究开发中心广东广州510640

为提升Ga N基高压LED芯片的出光性能,优化了芯片发光单元之间隔离沟槽的宽度。当隔离沟槽宽度为20μm时,芯片的电学性能和光学性能最优。当注入电流为20 m A时,正向电压为50.72 V,输出光功率为373.64 m W,电光转换效率为36.83%。采用镜... 详细信息

为提升Ga N基高压LED芯片的出光性能,优化了芯片发光单元之间隔离沟槽的宽度。当隔离沟槽宽度为20μm时,芯片的电学性能和光学性能最优。当注入电流为20 m A时,正向电压为50.72 V,输出光功率为373.64 m W,电光转换效率为36.83%。采用镜面铝基板和陶瓷基板进行了4颗芯片串联形式的COB封装。镜面铝基板的热导率和反射率均高于陶瓷基板,可提升HV-LED器件在大注入电流和高温时的发光性能。当注入电流为20 m A且基板温度为20℃时,镜面铝基板封装的HV-LED器件的正向电压是198.9 V,发光效率达122.2 lm/W。

关键词：高压LED 芯片制备封装基板发光效率

刻蚀深度对GaN基微尺寸LED芯片RC特性的影响

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发光学报 2018年第9期39卷 1297-1304页

作者：杨倬波黄华茂施伟王洪华南理工大学电子与信息学院广东省光电工程技术研究开发中心广东广州510640 广州现代产业技术研究院广东广州511458

隔离槽的制作是实现阵列芯片单元独立的有效方法。本文采用感应耦合等离子体干法刻蚀(ICP)和具有高刻蚀比的Si O2与光刻胶混合掩膜在Ga N基微尺寸LED上制备了3种深度的隔离槽和6种不同的芯片尺寸结构。通过电致发光(EL)和电容计表征不... 详细信息

隔离槽的制作是实现阵列芯片单元独立的有效方法。本文采用感应耦合等离子体干法刻蚀(ICP)和具有高刻蚀比的Si O2与光刻胶混合掩膜在Ga N基微尺寸LED上制备了3种深度的隔离槽和6种不同的芯片尺寸结构。通过电致发光(EL)和电容计表征不同刻蚀深度对LED芯片电学性能和电容大小的影响。实验结果表明,小尺寸的芯片有着更高的电流承受密度和更小的电容值,隔离槽刻蚀深度的增加能降低电容和电阻,从而使RC时间常数得到降低。有源层直径为120μm的芯片从仅有Mesa刻蚀到完全刻蚀到蓝宝石衬底,其RC调制带宽从155 MHz增大到176 MHz。减小芯片尺寸和完全刻蚀到蓝宝石衬底能有效减小芯片RC常数。这些工作将有助于Ga N基LED的未来设计和制造,以提高高频可见光通信的调制带宽和光功率。

关键词：深刻蚀隔离槽微尺寸LED芯片电容 RC常数

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角度调谐滤光片的膜系优化设计算法

中国激光 2007年第9期34卷 1287-1291页

作者：俞侃刘文黄德修黄华茂武汉光电国家实验室

根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性,通过改进间隔层膜系结构调整其等效折射率,可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片.倾斜入射时窄带滤光片透射光的S和P偏振分量的中心波长会随着入射角度的增大出现分离现象,产生... 详细信息

根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性,通过改进间隔层膜系结构调整其等效折射率,可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片.倾斜入射时窄带滤光片透射光的S和P偏振分量的中心波长会随着入射角度的增大出现分离现象,产生较大的偏振相关损耗.分析了偏振分离现象出现的原因和其与滤光片等效折射率的关系,提出了消除偏振分离现象的方法.根据薄膜矩阵理论建立了分析模型并提出了一种该可调滤光片的设计方法,根据开发的程序优化设计并制备了一组用于100 GHz密集波分复用(DWDM)系统的低偏振相关损耗的四腔角度调谐窄带滤光片,实验结果证明其满足设计要求并有接近20 nm的可调范围.

关键词：薄膜窄带滤光片优化设计倾斜入射

基于谐振腔效应的近紫外垂直结构LED光萃取效率优化

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发光学报 2016年第7期37卷 836-844页

作者：胡晓龙齐赵毅黄华茂王洪华南理工大学广东省光电工程技术研究开发中心广东广州510640 华南理工大学物理与光电学院广东广州510640 华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

利用有限时域差分法研究近紫外垂直结构LED的光萃取效率的影响因素。结果显示,LED的光萃取效率随p-GaN层厚度的变化呈周期性振荡变化,在极大值点处的光萃取效率是极小值点处的4.8倍。进一步地,对上述振荡极大值点和极小值点的n-GaN层厚... 详细信息

利用有限时域差分法研究近紫外垂直结构LED的光萃取效率的影响因素。结果显示,LED的光萃取效率随p-GaN层厚度的变化呈周期性振荡变化,在极大值点处的光萃取效率是极小值点处的4.8倍。进一步地,对上述振荡极大值点和极小值点的n-GaN层厚度和表面光子晶体结构进行优化,优化的光萃取效率分别达到35.3%和24.7%,比优化前各提高了37.9%和280%。因此,合理的外延层和光子晶体结构可有效提高近紫外垂直结构LED的光萃取效率,这对实验制备高效近紫外垂直结构LED芯片具有一定的指导作用。

关键词：发光二极管光萃取效率近紫外光子晶体谐振腔效应

纳米柱高度对GaN基绿光LED光致发光谱的影响

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发光学报 2016年第8期37卷 967-972页

作者：黄华茂黄江柱胡晓龙王洪华南理工大学广东省光电工程技术研究开发中心物理与光电学院广东广州510640 广州现代产业技术研究院广东广州511458

纳米柱结构是释放高In组分InGaN/GaN绿光LED量子阱层应变的有效方法。本文采用自组装的聚苯乙烯微球掩模、感应耦合等离子体干法刻蚀和KOH溶液的湿法腐蚀,在GaN基绿光LED外延片上制备了3种高度的纳米柱结构,通过扫描电子显微镜观察纳米... 详细信息

纳米柱结构是释放高In组分InGaN/GaN绿光LED量子阱层应变的有效方法。本文采用自组装的聚苯乙烯微球掩模、感应耦合等离子体干法刻蚀和KOH溶液的湿法腐蚀,在GaN基绿光LED外延片上制备了3种高度的纳米柱结构,通过扫描电子显微镜观察纳米柱结构的形貌,并测试了常温和10 K低温时的光致发光谱(PL)。结果表明:应变释放对压电场的影响显著,使得纳米柱结构样品的内量子效率(IQE)提高,PL谱峰值波长蓝移;应变在量子阱中的不均匀分布还使得PL谱半高全宽(FWHM)展宽。与普通平面结构相比,高度为747 nm的纳米柱结构可使得IQE提升917%,PL谱峰值波长蓝移18 nm、FWHM展宽7 nm。另外,纳米柱结构样品的有源区有效面积减小可使得PL谱FWHM减小。

关键词： GaN基LED 绿光LED 纳米柱结构光致发光谱

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我国LED产业发展现状分析与政策措施

宏观经济研究 2011年第9期 25-32页

作者：李胜会黄华茂王洪华南理工大学公共管理学院华南理工大学广东高校半导体照明工程技术研究中心

LED产业作为战略性新兴产业之一,正在成为我国绿色经济的增长点。本文介绍了我国LED产业的发展历程,分析了LED产业的空间分布,发现我国目前已初步构建了比较完整的LED产业链,形成了LED产业的四大集聚区。运用SWOT分析方法,深入细致地分... 详细信息

LED产业作为战略性新兴产业之一,正在成为我国绿色经济的增长点。本文介绍了我国LED产业的发展历程,分析了LED产业的空间分布,发现我国目前已初步构建了比较完整的LED产业链,形成了LED产业的四大集聚区。运用SWOT分析方法,深入细致地分析了我国LED产业发展的总体态势,提出了我国发展LED产业的政策措施。

关键词：战略性新兴产业 LED产业 SWOT 政策措施