加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的研究展示了能夠提高效率和光束方向性的 Micro-LED 設(shè)計(jì)，指出了一條實(shí)用的路徑，即使用 Micro-LED 來(lái)承擔(dān)傳統(tǒng)上由激光器處理的工作，從服務(wù)器機(jī)架內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸?shù)津?qū)動(dòng)下一代顯示屏。

“我們談?wù)摰氖浅叽鐚?shí)際上只有一根發(fā)囊大小的器件，”正在攻讀電氣工程博士學(xué)位的 Chao 說(shuō)道。“如果你能設(shè)計(jì)出光的出射方式，這些 Micro-LED 就可以開(kāi)始在短距離數(shù)據(jù)通信中取代激光器?！?/p>

這項(xiàng)工作建立在 UCSB 在氮化鎵（GaN）研究和光電子學(xué)方面的長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)之上。Chao 由 Steven DenBaars 和 Jon Schuller 共同指導(dǎo)，兩人均為該研究的合著者，該研究還包括藍(lán)光 LED 諾貝爾獎(jiǎng)得主中村修二（Shuji Nakamura）。

這項(xiàng)發(fā)表在《Optica Express》上的研究名為“橫向分布式布拉格反射鏡封裝 InGaN/GaN Micro-LED 的增強(qiáng)發(fā)射效率和方向性”，展示了一種新的 Micro-LED 設(shè)計(jì)，能夠同時(shí)提高效率和光束方向性。

通過(guò)用分布式布拉格反射鏡橫向封裝發(fā)光區(qū)域，研究人員實(shí)現(xiàn)了比參考器件高出約 20% 的空氣側(cè)發(fā)射光輸出，基板側(cè)的輸出更是高出 130% 以上，光束發(fā)散度降低了約 30%。

除了更精確地定向光線外，重新設(shè)計(jì)的 Micro-LED 還提供了顯著更高的效率。研究團(tuán)隊(duì)觀察到其電效率提高了約 35%，壁插效率（Wall-plug efficiency）提高了約 46%。這意味著與傳統(tǒng)的 Micro-LED 設(shè)計(jì)相比，這些器件能將更多的輸入電能轉(zhuǎn)化為可用光能。

“激光器最大的問(wèn)題是它們?cè)谙鄬?duì)較低的溫度下就會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)熱問(wèn)題，”Chao 說(shuō)道?！癕icro-LED 可以在更熱的條件下驅(qū)動(dòng)，而不需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。這意味著在數(shù)據(jù)中心里更少的更換頻率、更低的成本和更高的靈活性。”

隨著云計(jì)算和人工智能的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心必須快速高效地傳輸海量信息。光源的即使是微小的改進(jìn)也能產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)影響。

“Micro-LED 讓人興奮的地方在于它們?cè)谝粋€(gè)封裝里提供了多種解決方案，”Chao 說(shuō)道?！八鼈兛梢愿纳茢?shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)更亮更薄的顯示屏，甚至可以用于 AR 或 VR 等領(lǐng)域——所有這些都使用相同的基礎(chǔ)技術(shù)?！?/p>

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