人頭發(fā)粗細(xì)的LED，可能很快就能承擔(dān)起傳統(tǒng)上由激光處理的工作，從在服務(wù)器機(jī)架內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)，到為下一代顯示器提供動(dòng)力。由加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校博士生Roark Chao合著的一項(xiàng)新研究，指明了一條切實(shí)可行的前進(jìn)道路。該研究發(fā)表在《光學(xué)快報(bào)》期刊上。

研究電氣工程的Roark Chao說(shuō)："我們談?wù)摰氖钦嬲挥忻掖笮〉钠骷?，如果你能設(shè)計(jì)光如何出射，這些微型LED就可以開始替代激光進(jìn)行短距離數(shù)據(jù)通信。"

在加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校研究微型LED技術(shù)

該研究展示了一種新型微型發(fā)光二極管設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)同時(shí)提高了效率和光束方向性。通過(guò)使用分布式布拉格反射器橫向包圍發(fā)光區(qū)域，研究人員實(shí)現(xiàn)了：與參考器件相比，從空氣側(cè)發(fā)射的光輸出功率提高約20%，從襯底側(cè)發(fā)射的光輸出功率提高超過(guò)130%，光束發(fā)散角減少約30%。

除了更精確地引導(dǎo)光線，重新設(shè)計(jì)的微型LED還提供了顯著更高的效率。研究團(tuán)隊(duì)觀察到，與傳統(tǒng)微型LED設(shè)計(jì)相比，其電效率提高了約35%，插頭效率提高了約46%——這意味著這些器件能將更多從電源插座獲取的電能轉(zhuǎn)化為可用的光。

微型LED——通常寬度為100微米或更小——正成為短距離光鏈路中激光的一個(gè)有前途的替代方案，特別是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，那里熱管理、可靠性和能源使用是持續(xù)的挑戰(zhàn)。

Roark Chao說(shuō)："激光的一大問題是它們?cè)谙鄬?duì)較低的溫度下就會(huì)開始出現(xiàn)熱問題。微型LED可以在高得多的溫度下驅(qū)動(dòng)，而無(wú)需復(fù)雜的冷卻。這意味著在數(shù)據(jù)中心可以減少更換、降低成本并獲得更大的靈活性。"

隨著云計(jì)算和人工智能的持續(xù)擴(kuò)張，數(shù)據(jù)中心必須快速高效地傳輸海量信息。即使是光源的微小改進(jìn)也能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)影響。

Roark Chao說(shuō)："微型LED令人興奮之處在于，它們?cè)谝粋€(gè)封裝內(nèi)提供了多種解決方案。它們可以改善數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)更亮、更薄的顯示器，甚至可以用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域——所有這些都使用相同的基礎(chǔ)技術(shù)。"

Roark Chao于2020年作為加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校電氣工程專業(yè)的本科生入學(xué)，之后繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。他將該校從材料生長(zhǎng)到納米制造再到器件測(cè)試的綜合研究基礎(chǔ)設(shè)施，歸功于對(duì)其工作的加速推動(dòng)作用。

Roark Chao說(shuō)："你可以模擬設(shè)計(jì)、生長(zhǎng)晶體、制造器件并進(jìn)行測(cè)試——所有這些都在校園內(nèi)完成。這種從構(gòu)想到實(shí)驗(yàn)的速度正是這個(gè)地方的強(qiáng)大之處。"

審核編輯 黃宇