LED-urile, subțiri cât firul de păr uman, ar putea prelua în curând sarcini gestionate în mod tradițional de lasere, de la transmiterea datelor în interiorul rack-urilor de servere până la alimentarea afișajelor de generație următoare. Un nou studiu, în colaborare cu Roark Chao, doctorand la Universitatea din California, Santa Barbara, indică o cale viabilă de urmat. Cercetarea a fost publicată în revista *Optics Letters*.
Roark Chao, care studiază ingineria electrică, a spus: „Vorbim despre dispozitive care au, de fapt, doar dimensiunea unui folicul de păr. Dacă puteți proiecta modul în care este emisă lumina, aceste LED-uri miniaturale ar putea începe să înlocuiască laserele pentru comunicarea de date pe rază scurtă de acțiune.”
Studiul demonstrează un design inovator pentru diode emițătoare de lumină miniaturizate, care îmbunătățește simultan eficiența și direcționalitatea fasciculului. Prin utilizarea unor reflectoare Bragg distribuite pentru a înconjura lateral regiunea de emisie, cercetătorii au obținut o putere de ieșire cu aproximativ 20% mai mare din partea aerului și o putere de ieșire cu peste 130% mai mare din partea substratului, comparativ cu un dispozitiv de referință, reducând în același timp unghiul de divergență al fasciculului cu aproximativ 30%.
Dincolo de o ghidare mai precisă a luminii, microLED-urile reproiectate oferă o eficiență semnificativ mai mare. Echipa de cercetare a observat o îmbunătățire de aproximativ 35% a eficienței electrice și o îmbunătățire de 46% a eficienței prizelor în comparație cu modelele microLED tradiționale, ceea ce înseamnă că aceste dispozitive pot converti mai multă energie electrică extrasă din prize în lumină utilizabilă.
MicroLED-urile — de obicei cu o lățime de 100 micrometri sau mai puțin — apar ca o alternativă promițătoare la lasere în legăturile optice de rază scurtă de acțiune, în special în centrele de date, unde gestionarea termică, fiabilitatea și consumul de energie rămân provocări continue.
„O problemă majoră a laserelor este că acestea încep să prezinte probleme termice la temperaturi relativ scăzute”, spune Roark Chao. „MicroLED-urile pot fi alimentate la temperaturi mult mai ridicate fără a fi nevoie de răcire complexă. Aceasta înseamnă mai puține înlocuiri, costuri mai mici și o flexibilitate mai mare în centrele de date.”
Odată cu extinderea continuă a cloud computing-ului și a inteligenței artificiale, centrele de date trebuie să transmită cantități masive de informații rapid și eficient. Chiar și mici îmbunătățiri ale surselor de lumină pot avea impacturi economice semnificative.
„Ceea ce este interesant la microLED-uri este faptul că oferă soluții multiple într-un singur pachet”, spune Roark Chao. „Acestea pot îmbunătăți comunicarea datelor, pot permite afișaje mai luminoase și mai subțiri și chiar pot fi utilizate în domenii precum realitatea augmentată sau realitatea virtuală - toate folosind aceeași tehnologie de bază.”
Roark Chao s-a înscris la UC Santa Barbara în 2020 ca student la licență în inginerie electrică și a continuat să-și urmeze doctoratul. El atribuie infrastructura de cercetare cuprinzătoare a universității, de la dezvoltarea materialelor la nanofabricare și testarea dispozitivelor, ritmului accelerat de lucru.
„Poți simula proiecte, dezvolta cristale, fabrica dispozitive și testa - totul în campus”, spune Roark Chao. „Această viteză de la concept la experiment este ceea ce face ca acest loc să fie atât de puternic.”
