發絲級MicroLED或顛覆激光應用，攻克數據中心散熱難題

直徑與人類發絲相當（約100微米）的LED，可能很快就能承擔起傳統上由激光完成的工作，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。美國加州大學圣塔芭芭拉分校的研究人員如是說：由該校博士生Roark Chao 撰寫、發表于《光學快報》的一篇新論文，描繪了“一條切實可行的發展路徑”。

“我們談論的設備，實際上只有一個毛囊那么大，”主修電氣工程專業的Roark Chao說，“如果能控制光的發射方式，這些microLED就能開始在短距離數據通信中取代激光。”

這項工作建立在加州大學圣塔芭芭拉分校在氮化鎵研究和光電子學領域的深厚積淀之上。Roark Chao的聯合指導老師是Steven P. DenBaars和Jon A. Schuller，兩人均為這項研究的合著者。參與研究的還有諾貝爾獎得主Shuji Nakamura，他在藍光LED領域的開創性工作徹底改變了全球照明和顯示技術。

博士生Roark Chao在加州大學圣塔芭芭拉分校研究microLED

新型MicroLED設計
該研究展示了一種新穎的微型發光二極管設計，它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鏡對發光區域進行橫向封閉，研究人員實現了：與參考器件相比，空氣側出光的光輸出功率提高約20%，基板側出光的光輸出功率提高超過130%，并且光束發散角減少了約30%。

除了能更精確地引導光線，新研發的新型microLED還實現了效率的顯著提升。研究團隊觀察到，與傳統microLED設計相比，其電效率提高了約35%，插拔效率（即設備將從電源汲取的電能轉換為可用光的效率）提高了約46%。

該校的公告指出：MicroLED——通常寬度為100微米或更小——正逐漸成為短距離光鏈路中前景廣闊的激光替代品，尤其是在數據中心內部，那里始終面臨著熱量、可靠性和能源使用方面的挑戰。

Roark Chao評論道：激光器的一個大問題在于，它們在相對較低的溫度下就會開始出現熱問題。而MicroLED可以在溫度高得多的情況下驅動，無需復雜的冷卻。這意味著更少的更換、更低的成本和數據中心內更高的靈活性。

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。即便是光源的微小改進，也可能產生重大的經濟影響。

“MicroLED令人興奮之處在于，它們在一個器件中提供了多種解決方案，”Roark Chao說，“它們可以改善數據通信，實現更亮、更薄的顯示器，甚至可用于增強現實或虛擬現實等領域——所有這些都基于同一種底層技術。”