Науковці з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі (UCSB) розробили надмалі світлодіоди (microLED), діаметр яких не перевищує ширини людської волосини (приблизно 100 мкм). Ці пристрої, створені на основі нітриду галію, отримали спеціальну конструкцію з боковими розподіленими бреггівськими відбивачами. Така структура значно покращує спрямованість випромінювання та ефективність виведення світла як у повітряне середовище, так і через підкладку.
Джерело зображення: UCSB
Підвищення ефективності та спрямованості випромінювання
Це дослідження очолювали визнані фахівці в галузі світлодіодів, зокрема лауреат Нобелівської премії Сюдзі Накамура (Shuji Nakamura). Порівняно зі звичайними microLED, нові пристрої демонструють вражаюче зростання характеристик: оптична потужність на повітряній стороні зросла приблизно на 20 %, на стороні підкладки — більш ніж на 130 %, електрична ефективність збільшилася на 35 %, а загальна ефективність — на 46 %.
Крім того, кут розбіжності променя світлодіода зменшився приблизно на 30 %, що зробило випромінювання значно більш спрямованим і близьким за властивостями до лазерного (хоча й не когерентним, що важливо розуміти). Важливо також, що продемонстровані покращені характеристики випромінювання досягаються без використання складних систем охолодження. Це вигідно відрізняє технологію від традиційних лазерів, для яких додаткове охолодження в центрах обробки даних (ЦОД) часто є необхідним.
Потенціал заміни лазерів в оптичних комунікаціях
Головна перевага запропонованих microLED “товщиною з волос” полягає в їхній потенційній здатності замінити лазери в завданнях оптичного зв’язку на невеликих відстанях, особливо всередині дата-центрів. Лазерні системи передачі даних там страждають від перегріву, високого енергоспоживання та проблем з надійністю. Натомість запропоновані світлодіоди працюють за вищих температур, споживають менше енергії та простіші в інтеграції.
Технологія також може знайти застосування у надяскравих і тонких дисплеях, системах доповненої та віртуальної реальності (AR/VR), де потрібне компактне та енергоефективне джерело світла. Розробка відкриває шлях до більш дешевих, надійних та масштабованих оптичних систем зв’язку на короткі відстані.
Хоча для повної заміни лазерів знадобиться подальше підвищення ефективності та розробка технології масового виробництва, вже зараз результати показують, що правильно спроєктовані microLED здатні конкурувати з лазерами в низці важливих практичних застосувань.
Головний підсумок від ІТ-Блогу: Розробка UCSB представляє нове покоління microLED з підвищеною ефективністю та спрямованістю, що робить їх перспективною альтернативою лазерам у дата-центрах та інших сферах. Ця інновація може призвести до створення більш енергоефективних та надійних оптичних комунікаційних систем.
Джерело новини: 3dnews.ru