Pour résoudre le problème de la faible efficacité énergétique des puces en silicium de petite taille de pixel et l'insuffisance de la précision des calculs basés sur la théorie de diffraction scalaire, cet article se concentre sur le calcul précis et l'optimisation de l'efficacité énergétique des puces en silicium. Les méthodes de la théorie de diffraction scalaire et la méthode des différences finies temporelles (FDTD) ont été utilisées pour calculer l'efficacité énergétique des puces en silicium, et un système de test laser à 532 nm a été mis en place pour la validation expérimentale. Des matériaux TiO₂/SiO₂ ont été choisis pour concevoir des films à haute réflectivité à multi-couches de type λ/4. Une analyse par simulation FDTD a été réalisée pour étudier l'influence du nombre de périodes du film et de la longueur d'onde sur l'optimisation de l'efficacité énergétique. Les résultats montrent que pour les tailles de pixels courantes (période du pixel de 2 à 8 μm) des puces en silicium, l'erreur absolue entre l'efficacité énergétique calculée par la méthode FDTD et les résultats expérimentaux est inférieure à 1 % ; les films multi-couches peuvent améliorer efficacement l'efficacité énergétique des puces, et lorsque le nombre d'unités périodiques du film réfléchissant atteint 5, l'efficacité énergétique des puces pour différentes tailles de pixel dans la plage de longueurs d'onde 450~625 nm dépasse 95 %.

puce en silicium;efficacité de diffraction;efficacité énergétique;methode des differences finies temporelles;film multi-couches à haute réflectivité