Para resolver el problema de la baja eficiencia energética de los chips de silicio con pequeños tamaños de píxel y la insuficiente precisión de los cálculos de la teoría de difracción escalar, se realizó un estudio para el cálculo y la optimización precisa de la eficiencia energética de los chips de silicio. Se utilizaron la teoría de difracción escalar y el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (Finite-Difference Time-Domain, FDTD) para calcular la eficiencia energética de los chips de silicio, y se construyó un sistema de prueba láser de 532 nm para la verificación experimental. Se diseñó un recubrimiento dieléctrico multicapa de alta reflectividad λ/4 usando materiales TiO₂/SiO₂ y, mediante simulaciones FDTD, se analizó la influencia del número de períodos del sistema de película y la longitud de onda de trabajo en la optimización de la eficiencia energética. Los resultados mostraron que: para los tamaños de píxel comunes actuales (período de píxel de 2 a 8 μm) de chips de silicio, el error absoluto entre la eficiencia energética calculada con el método FDTD y los resultados experimentales es inferior al 1 %; el recubrimiento multicapa puede mejorar eficazmente la eficiencia energética del chip, y cuando el número de unidades de período del recubrimiento reflectante alcanza 5, la eficiencia energética de todos los tamaños de píxel en el rango de longitud de onda de 450 a 625 nm supera el 95 %.

chip de silicio;eficiencia de difracción;eficiencia energética;método FDTD;revestimiento dieléctrico multicapa de alta reflectividad