[发明专利]一种间接调制出光偏振模式的LED

说明书

本发明公开了一种间接调制出光偏振模式的LED，包括LED光源和液晶盒，液晶盒位于LED光源的上方且液晶光轴与LED出射线偏振光方向夹角为45°或135°；所述的LED光源由若干个LED芯片排列组合组成；在LED光源上加载直流电源后，电子与空穴在LED芯片量子阱层(MQW层)复合发光，产生的光经过LED芯片内部结构谐振、反射后，以线偏振光的形式出射；LED芯片出射的线偏振光经过液晶盒后，光的相位发生0～π/2的相位延迟，相位发生改变，从而使得从液晶盒另一端出射的光的偏振模式发生改变；本发明采用液晶盒与普通液晶显示器不同，结构上更简单，厚度更小。普通液晶盒要在入射和出射两侧分别设置偏光片，对入射和出射的光进行偏振筛选；而本发明所述液晶盒不需要设置偏振片。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，特别涉及一种间接调制出光偏振模式的LED。

背景技术

可见光通信指的是利用可见光为信息载体，在空气中直接传输光信号进而实现信息的传递。可见光发光二极管(LED)具有响应迅速、耗能低、寿命长等特点。通过将要传输的信号加载在电信号上并用以驱动LED，LED将调制电信号转换为调制光信号，经过光电二极管(PD)检测并将调制光信号还原为调制电信号，再解调还原为信息，即为可见光通信的具体过程。在可见光通信信息调制阶段，有直接调制和间接调制两种方式。直接调制是指将信息转变为电流信号并调制LED驱动电流；间接调制是指将信息转变为电流信号驱动外部设备对LED的灯光进行调制。可见光通信间接调制不受限于LED光源的调制特性，是提高可见光通信能力的重要方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高可见光通信能力间接调制出光偏振模式的LED，本发明这种LED可任意调控最终出射光的偏振模式。

本发明间这种间接调制出光偏振模式的LED，包括LED光源和液晶盒，液晶盒位于LED光源的上方且液晶光轴与LED出射线偏振光方向夹角为45°或135°；所述的LED光源由若干个LED芯片排列组合组成；

在LED光源上加载直流电源后，电子与空穴在LED芯片量子阱层(MQW层)复合发光，产生的光经过LED芯片内部结构谐振、反射后，以线偏振光的形式出射；LED芯片出射的线偏振光经过液晶盒后，光的相位发生0～π/2的相位延迟，相位发生改变，从而使得从液晶盒另一端出射的光的偏振模式发生改变；相位改变量由控制端施加在液晶盒上的电压决定。

所述的LED芯片从上到下，依次为介质膜层、n-GaN层、MQW层、p-GaN层、ITO导电层和光栅层；其中各层宽度关系为：ITO导导电层宽度和光栅宽度相等，n-GaN层、MQW层、p-GaN层的宽度相等，p-GaN层宽度小于ITO导电层，介质膜层宽度小于n-GaN层；ITO导电层两端会漏出台面，n-GaN层、MQW层、p-GaN层会漏出两个整齐的侧壁；n-GaN层上也会漏出两个台面；在ITO导电层和n-GaN层漏出的台面，以及n-GaN层、MQW层、p-GaN层侧壁上有一层钝化层；在一侧的钝化层上设有欧姆接触金属层，欧姆接触金属顶部会有部分与n-GaN层漏出的台面接触。

所述的LED芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)在衬底上依次生长u-GaN层、n-GaN层、MQW层和p-GaN层，得到LED外延材料；

(2)在步骤(1)中所述p-GaN层表面制备导电层；

(3)在步骤(2)所得导电层制备光栅；

(4)去除步骤(3)所得结构的衬底；

(5)用干法刻蚀去除步骤(4)所得结构的u-GaN层以及部分n-GaN层至设计腔长；

(6)将步骤(5)所得结构刻蚀出芯片台面至导电层；

(7)在步骤(6)所得芯片台面的上表面，n-GaN层、MQW层、p-GaN的侧壁制备钝化层，在n-GaN层上表面除介质膜位置的两侧也制备钝化层，制备好的钝化层的形状呈直角的Z字型；