Специалисты Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали новую конструкцию микросветодиодов, которая существенно повысила их эффективность и направленность светового пучка. «Мы говорим об устройствах толщиной буквально с волос, — объясняет соавтор разработки, аспирант Роарк Чао. — Если правильно управлять выходом света, такие микросветодиоды смогут заменить лазеры в передаче данных на короткие расстояния».
Среди создателей инновационных устройств — нобелевский лауреат Сюдзи Накамура, чья пионерская работа, посвященная синим светодиодам, в свое время совершила настоящую революцию в технологиях освещения и дисплеев.
Микросветодиоды — устройства размером не более 100 микрон — рассматриваются как перспективная альтернатива лазерам для оптических соединений малого радиуса действия, особенно внутри дата-центров, где остро стоят проблемы нагрева, надежности и уровня энергопотребления.
«Главная проблема лазеров в том, что они начинают перегреваться при относительно невысоких температурах, — говорит Чао. — Микросветодиоды можно разогревать гораздо сильнее без сложных систем охлаждения. Это означает меньшее количество замен, меньшие затраты и большую гибкость в работе дата-центров».
В новой конструкции излучающая область окружена так называемыми распределенными брэгговскими отражателями — своеобразными зеркалами для света. Это позволило добиться впечатляющих результатов: оптическая мощность излучения через верхнюю поверхность выросла примерно на 20%, через подложку — более чем на 130%, а расходимость пучка уменьшилась примерно на 30% по сравнению с обычными устройствами.
Но главное — новые микросветодиоды значительно эффективнее преобразуют электричество в свет. Электрическая эффективность выросла примерно на 35%, а общий КПД «от розетки до света» — на 46%. Для потребляющих колоссальные объемы энергии дата-центров даже небольшое повышение эффективности источников света может дать ощутимый экономический эффект.
«Самое интересное в микросветодиодах то, что они предлагают несколько решений в одном корпусе, — отмечает Чао. — Они могут улучшить передачу данных, сделать дисплеи ярче и тоньше и даже работать в устройствах дополненной или виртуальной реальности — и все это на одной базовой технологии».
По мере роста облачных вычислений и систем искусственного интеллекта дата-центрам приходится передавать все большие объемы информации. Компактные, холодные и эффективные источники света становятся критически важными — и микросветодиоды нового поколения могут стать именно тем решением, которое так ищет современная индустрия.
Ранее мы рассказывали о том, как пикосекундные лазеры выводят на новый уровень криоэлектронную микроскопию.
