人頭發粗細的LED，可能很快就能承擔起傳統上由激光處理的工作，從在服務器機架內部傳輸數據，到為下一代顯示器提供動力。由加州大學圣塔芭芭拉分校博士生Roark Chao合著的一項新研究，指明了一條切實可行的前進道路。該研究發表在《光學快報》期刊上。

研究電氣工程的Roark Chao說："我們談論的是真正只有毛囊大小的器件，如果你能設計光如何出射，這些微型LED就可以開始替代激光進行短距離數據通信。"

在加州大學圣塔芭芭拉分校研究微型LED技術

該研究展示了一種新型微型發光二極管設計，該設計同時提高了效率和光束方向性。通過使用分布式布拉格反射器橫向包圍發光區域，研究人員實現了：與參考器件相比，從空氣側發射的光輸出功率提高約20%，從襯底側發射的光輸出功率提高超過130%，光束發散角減少約30%。

除了更精確地引導光線，重新設計的微型LED還提供了顯著更高的效率。研究團隊觀察到，與傳統微型LED設計相比，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有前途的替代方案，特別是在數據中心內部，那里熱管理、可靠性和能源使用是持續的挑戰。

Roark Chao說："激光的一大問題是它們在相對較低的溫度下就會開始出現熱問題。微型LED可以在高得多的溫度下驅動，而無需復雜的冷卻。這意味著在數據中心可以減少更換、降低成本并獲得更大的靈活性。"

隨著云計算和人工智能的持續擴張，數據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也能產生顯著的經濟影響。

Roark Chao說："微型LED令人興奮之處在于，它們在一個封裝內提供了多種解決方案。它們可以改善數據通信，實現更亮、更薄的顯示器，甚至可以用于增強現實或虛擬現實等領域——所有這些都使用相同的基礎技術。"

Roark Chao于2020年作為加州大學圣塔芭芭拉分校電氣工程專業的本科生入學，之后繼續攻讀博士學位。他將該校從材料生長到納米制造再到器件測試的綜合研究基礎設施，歸功于對其工作的加速推動作用。

Roark Chao說："你可以模擬設計、生長晶體、制造器件并進行測試——所有這些都在校園內完成。這種從構想到實驗的速度正是這個地方的強大之處。"

審核編輯 黃宇