日本ULVAC與大阪大學開發一項利用條紋型超表面(Metasurface)的高效率LED圓偏光技術。此技術在半極性面上形成傾斜結構的氮化銦鎵系(InGaN)LED,並在其表面直接整合單層氮化矽(SiNx)奈米條紋,構成新型光電元件。透過採用線偏光光源,此項技術成功突破傳統無偏光光源的理論限制,實現偏光轉換效率68%,圓偏光度達0.27,顯示其在偏光控制上顯著提升性能。
圓偏光被視為虛擬/擴增實境(AR/VR)、3D製程及量子資訊通訊等領域的關鍵技術。然而,一般InGaN LED多為無極性結構,發出無偏光的光線,一般透過外加元件產生圓偏光的方法,其轉換效率理論上限為50%,且在材料耐久性與製程整合方面亦存在挑戰。
本次技術則著眼於半極性InGaN量子井LED可直接產生線偏光的特性,並於其表面構建具4分之1波長功能的超表面結構,實現低損耗的圓偏光轉換。此外,透過調整奈米條紋的排列角度,可對應左右旋圓偏光的控制。該方法與既有半導體製程具高度相容性,具備未來量產化潛力。