由于有源层产生的光子入射到GaN与空气的界面时发生全反射现象，使得部分光子被反射回去而不能出射，从而降低了LED的发光效率。为了提高LED的外量子效率目前已经提出了几种方法，例如表面粗化、光子晶体和图形化蓝宝石衬底。其中表面粗化技术被认为是最有效的方法。本文利用表面粗化技术来提高LED的外量子效率。表面粗化技术的原理是通过增大出光面的面积，从而增加光子的出射几率。通常表面粗化是采用干法刻蚀和湿法腐蚀的办法来完成的，在本文中我们采用飞秒激光来进行刻蚀。飞秒激光进行表面粗化的加工速度很快，利用我们在工业中进行批量化生产；并且利用飞秒激光对芯片表面进行粗化时，该过程的可重复操作性比较好。本文研究的内容主要包括两部分：理论模拟部分和实验部分。理论模拟部分使用Tracepro软件建立所需模型，并进行光线追迹，然后观察光源的光场分布。模拟结果表明理论上可以使LED的光提取效率提高24.73%。该理论模拟结果对实验具有很强的指导意义；实验部分用飞秒激光在LED芯片的出光面制作周期性结构，通过控制周期性结构中点的间距和每个点打的脉冲个数来找出最大的发光效率。然后采用积分球的方法测量LED的光通量，实验结果表明LED的发光效率提高了12.54%。从而实验与理论结果得到了很好的吻合。以上结论表明：表面粗化技术能够有效的提高LED的光提取效率。该结果对LED在高亮照明领域的应用有着重要的意义。