通过梯度折射率填充微喇叭准直器实现超定向高效率μLED
光学
2024-12-19 v1 应用物理
摘要
微LED（μLED）有望变革AR/VR、显示和光通信技术，但目前受限于低光提取效率和非定向发射。我们的研究引入了一种创新方法，即在μLED像素顶部采用递减折射率多层抗反射涂层与喇叭准直器结构。该设计利用临界角外光的传播来增强发射光的方向性和提取效率。通过在喇叭内实现离散或连续折射率梯度，我们在±15°锥角内实现了光提取的十倍提升，总光提取效率达到约80%，其中31%的功率集中在此窄锥角内。这一性能超越了优化的SiO2半椭球透镜（其直径和高度分别为像素宽度的24倍和26倍），而我们的设计仅略微增加器件高度，并将最终光逃逸面分别扩展至像素宽度的约3倍和4倍。这种效率、方向性增强和紧凑性使该方案特别适用于高分辨率、高密度μLED阵列，有望推动高性能、微型化显示系统的发展。
引用
@article{arxiv.2412.14027,
title = {Ultra-directional and high-efficiency $\mu$LEDs via gradient index filled micro-Horn collimators},
author = {Alexander Luce and Rasoul Alaee and Aimi Abass},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14027},
year = {2024}
}