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发光二极管(LED)具有发光效率高、使用寿命长、器件尺寸小、发光波长可控和环保无污染等优点。随着LED技术的不断提高和生产成本的不断下降,LED光源正在不断的取代传统光源,从紫外波段到可见光波段、再到红外波段,都能见到LED光源的应用实例。现阶段,在蓝光/紫外LED表面涂覆荧光粉制造白光LED的技术已经较为成熟,白光LED照明已经实现商业化应用。但是,LED的出光效率依旧有较大的提升空间,尤其是在紫外波段,由于锡铟氧化物(ITO)的在紫外波段的透光率下降,导致LED的出光效率下降。为了提高LED的出光效率,本文研究了激光直写技术加工微纳光学结构,将其应用于紫外LED芯片,分析了微纳光学结构对紫外LED芯片出光效率的影响,主要研究内容如下:(1)分析了图形化ITO对紫外LED芯片光电性能的影响。采用激光直写系统加工图形化ITO结构,设计了几种不同尺寸和周期的图形化ITO结构,同时设计一组未图形化的ITO作为对比,分析图形化ITO之间、图形化ITO与未图形化ITO之间的透光率的关系,然后将图形化ITO和未图形化ITO分别应用于紫外LED芯片,对比分析了紫外LED芯片的光输出功率和注入电流的关系曲线。(2)提出了一种基于激光直写技术的高紫外光透过率,低方块电阻的金属线网格透明导电电极,提高了紫外LED的出光效率。针对ITO在紫外波段的透过率下降的问题,利用激光直写系统设计并加工出亚微米级Ni/Au金属线网格结构,对比分析了Ni/Au金属线网格结构、Ni/Au薄膜和ITO的透光率曲线,然后分别制备出具有Ni/Au金属线网格结构、具有Ni/Au薄膜和具有ITO透明导电电极的紫外LED芯片,详细分析了Ni/Au金属线网格结构、具有Ni/Au薄膜和具有ITO透明导电电极对紫外LED芯片光电性能的影响。研究了Ni/Au金属线网格透明导电电极的周期对其方块电阻的影响规律。(3)设计了一种具有双层堆栈结构的分布式布拉格反射镜,提高了反射带宽。通过TFCalc模拟软件仿真了底部反射镜结构,分析了分布式布拉格反射镜(DBR)的反射率和反射带宽与DBR堆栈周期数的关系,对比研究单层DBR与双层DBR在相同堆栈层数时的反射率和反射带宽的关系,优化了DBR堆栈的周期数以获得最高的反射率和反射带宽。然后模拟仿真DBR与金属层结合成的复合反射镜的反射率与波长的关系,分析金属层的厚度对反射率的影响并对比不同金属材料的反射率的关系,研究反射率最高的金属材料并优化金属层的厚度,获得最优的复合反射镜结构。对比分析具有单DBR的复合反射镜和具有双DBR的复合反射镜的反射率和反射带宽的关系。