提高LED的发光效率

　　提高LED的发光效率

　　半导体二极管发出的发光现象，被称为电致发光，这为LED指示灯创造了一个巨大的产业。但工程师们在试图提高LED指示器的光输出以使其适合一般照明时面临着一个大问题。只有一小部分的光子产生的实际排放装置。其余的内部反射和吸收的晶体，产生不必要的热。

　　本文将解释为什么这个问题发生，以及高亮度LED制造商正在采取的步骤来克服它。

　　折射率失配

　　光通过不同的介质，如半导体和空气，在不同的介质中以不同的速度运动，使光从一种介质传递到另一介质时改变方向。两种介质折射率的不匹配越大，光线通过时就越弯曲。图1说明了这种效果。

　　Figure 1： A light ray bends toward the normal as it enters a material of greater refractive index. The ray bends away from normal when moving into a material of lower refractive index. （Source： Rick Reed）

　　When light enters a medium of lower refractive index， it bends away from the normal. If the incident angle is large enough， the refractive angle becomes so large that the light ray doesn’t cross the boundary between the two materials， and instead， brings reflected light back in. This situation is known as total internal reflection.

　　The types of semiconductors used for the photon-emitting element of LEDs （e.g.， gallium arsenide （GaAs） and gallium nitride （GaN）） have a high refractive index of approximately 3.7. Air has a refractive index of slightly more than 1. In comparison， diamond has a refractive index of 2.4， and water is 1.3.