基于有限元算法和人工神经网络结合的多芯片LED光源多物理场分析

多芯片LED光源的可靠性分析涉及到光、电、热多个物理场,高精度的多场分析结果会导致计算资源过多、计算时间过长、计算难度大等问题。为解决上述问题,本文分别利用传统的有限元算法(FEM)和高效的人工神经网络方法(ANN)进行LED光源温度分析,并讨论两种方法的优劣性。最后,通过将FEM分析单一传热物理场的优势与ANN计算时间短、计算资源需求低的优势相结合,归纳出一种更为高效的方法来进行多芯片LED光源的散热分析。利用该方法,ANN的预测数据与训练数据之间的相关系数达到了0.997 79,预测结果与实际热分布图有良好的匹配,计算资源相比传统的FEM方法节约了59%。该方法的应用能够在满足精度的前提下耗费更少的计算资源和时间,同时提高了分析的灵活性。除此之外,该方法对求解大功率LED光源寿命等可靠性问题也具有一定的参考价值。

金属表面等离子体对GaN-LED光提取特性的影响

为了提高光提取效率,分析在GaN发光二极管(LED)结构中的光波矢传播模型,并分析Ag光子晶体的表面等离激元和能带结构;同时模拟未覆盖和覆盖Ag光子晶体的GaN-LED结构的发光,通过改变Ag光子晶体直径、周期和入射光的角度,分析不同晶格方向的GaN-LED的光提取效率。结果表明:当Ag光子晶体的周期为800 nm、直径为70 nm时,GaN-LED的总透射率达到最大值,光提取效率提高了34.43%。

AlGaInP红光LED的复合分布式布拉格反射镜的生长优化

复合分布式布拉格反射镜(DBR)可以拓展反射图谱的宽度,从而能够反射更长波长的光,通过设计不同的波长组合得到的复合分布式布拉格反射镜可以优化其反射率。采用金属有机化合物化学气相沉淀法生长复合分布式布拉格反射镜样品,并使用光致发光光谱测试法进行反射图谱测试,得到不同的反射谱。对比结果后发现红光发光二极管(LED)的亮度随着反射谱的拓宽而增加,垂直反射占主导地位意味着主反射谱的个数不能减小。通过优化设计及测试比较最终选择了最优复合分布式布拉格反射镜结构即620nm×15加670nm×3加720nm×3加770nm×3加820nm×3加870nm×3的组合作为红光发光二极管装置的结构。