人头发粗细的LED，可能很快就能承担起传统上由激光处理的工作，从在服务器机架内部传输数据，到为下一代显示器提供动力。由加州大学圣塔芭芭拉分校博士生Roark Chao合著的一项新研究，指明了一条切实可行的前进道路。该研究发表在《光学快报》期刊上。
研究电气工程的Roark Chao说："我们谈论的是真正只有毛囊大小的器件，如果你能设计光如何出射，这些微型LED就可以开始替代激光进行短距离数据通信。"
在加州大学圣塔芭芭拉分校研究微型LED技术
该研究展示了一种新型微型发光二极管设计，该设计同时提高了效率和光束方向性。通过使用分布式布拉格反射器横向包围发光区域，研究人员实现了：与参考器件相比，从空气侧发射的光输出功率提高约20%，从衬底侧发射的光输出功率提高超过130%，光束发散角减少约30%。
除了更精确地引导光线，重新设计的微型LED还提供了显著更高的效率。研究团队观察到，与传统微型LED设计相比，其电效率提高了约35%，插头效率提高了约46%——这意味着这些器件能将更多从电源插座获取的电能转化为可用的光。
微型LED——通常宽度为100微米或更小——正成为短距离光链路中激光的一个有前途的替代方案，特别是在数据中心内部，那里热管理、可靠性和能源使用是持续的挑战。
Roark Chao说："激光的一大问题是它们在相对较低的温度下就会开始出现热问题。微型LED可以在高得多的温度下驱动，而无需复杂的冷却。这意味着在数据中心可以减少更换、降低成本并获得更大的灵活性。"
随着云计算和人工智能的持续扩张，数据中心必须快速高效地传输海量信息。即使是光源的微小改进也能产生显著的经济影响。
Roark Chao说："微型LED令人兴奋之处在于，它们在一个封装内提供了多种解决方案。它们可以改善数据通信，实现更亮、更薄的显示器，甚至可以用于增强现实或虚拟现实等领域——所有这些都使用相同的基础技术。"
Roark Chao于2020年作为加州大学圣塔芭芭拉分校电气工程专业的本科生入学，之后继续攻读博士学位。他将该校从材料生长到纳米制造再到器件测试的综合研究基础设施，归功于对其工作的加速推动作用。
Roark Chao说："你可以模拟设计、生长晶体、制造器件并进行测试——所有这些都在校园内完成。这种从构想到实验的速度正是这个地方的强大之处。"
相关链接：https://dx.doi.org/10.1364/oe.583145