发丝级MicroLED或颠覆激光应用，攻克数据中心散热难题

直径与人类发丝相当（约100微米）的LED，可能很快就能承担起传统上由激光完成的工作，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。美国加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员如是说：由该校博士生Roark Chao 撰写、发表于《光学快报》的一篇新论文，描绘了“一条切实可行的发展路径”。

“我们谈论的设备，实际上只有一个毛囊那么大，”主修电气工程专业的Roark Chao说，“如果能控制光的发射方式，这些microLED就能开始在短距离数据通信中取代激光。”

这项工作建立在加州大学圣塔芭芭拉分校在氮化镓研究和光电子学领域的深厚积淀之上。Roark Chao的联合指导老师是Steven P. DenBaars和Jon A. Schuller，两人均为这项研究的合著者。参与研究的还有诺贝尔奖得主Shuji Nakamura，他在蓝光LED领域的开创性工作彻底改变了全球照明和显示技术。

博士生Roark Chao在加州大学圣塔芭芭拉分校研究microLED

新型MicroLED设计
该研究展示了一种新颖的微型发光二极管设计，它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镜对发光区域进行横向封闭，研究人员实现了：与参考器件相比，空气侧出光的光输出功率提高约20%，基板侧出光的光输出功率提高超过130%，并且光束发散角减少了约30%。

除了能更精确地引导光线，新研发的新型microLED还实现了效率的显著提升。研究团队观察到，与传统microLED设计相比，其电效率提高了约35%，插拔效率（即设备将从电源汲取的电能转换为可用光的效率）提高了约46%。

该校的公告指出：MicroLED——通常宽度为100微米或更小——正逐渐成为短距离光链路中前景广阔的激光替代品，尤其是在数据中心内部，那里始终面临着热量、可靠性和能源使用方面的挑战。

Roark Chao评论道：激光器的一个大问题在于，它们在相对较低的温度下就会开始出现热问题。而MicroLED可以在温度高得多的情况下驱动，无需复杂的冷却。这意味着更少的更换、更低的成本和数据中心内更高的灵活性。

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。即便是光源的微小改进，也可能产生重大的经济影响。

“MicroLED令人兴奋之处在于，它们在一个器件中提供了多种解决方案，”Roark Chao说，“它们可以改善数据通信，实现更亮、更薄的显示器，甚至可用于增强现实或虚拟现实等领域——所有这些都基于同一种底层技术。”