Nos Estados Unidos, foi encontrada uma alternativa aos lasers semicondutores: microLEDs especiais com a espessura de um fio de cabelo.

Cientistas da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara (UCSB) desenvolveram diodos emissores de luz ultracompactos (microLEDs), cujo diâmetro não é maior que a espessura de um fio de cabelo humano (aproximadamente 100 µm). Esses dispositivos, baseados em nitreto de gálio, apresentam um design especial com refletores de Bragg distribuídos lateralmente. Essa estrutura melhora significativamente a diretividade do feixe e a eficiência da extração de luz tanto para o ar quanto através do substrato.

Fonte da imagem: UCSB

Esta pesquisa foi liderada por renomados especialistas em LEDs, incluindo o ganhador do Prêmio Nobel Shuji Nakamura. Comparados aos microLEDs convencionais, os novos dispositivos demonstram melhorias impressionantes de desempenho: a potência óptica no lado do ar aumentou em aproximadamente 20%, a potência óptica no lado do substrato em mais de 130%, a eficiência elétrica em 35% e a eficiência geral em 46%.

Além disso, o ângulo de divergência do feixe de LED diminuiu em aproximadamente 30%, tornando a luz muito mais direcional e semelhante à de um laser (embora não coerente, o que é importante entender). É importante ressaltar que as características aprimoradas do feixe demonstradas são alcançadas sem o uso de sistemas de resfriamento complexos, o que diferencia a tecnologia dos lasers tradicionais, que geralmente exigem resfriamento adicional em data centers.

A principal vantagem dos microLEDs “ultrafinos” propostos é seu potencial para substituir lasers em comunicações ópticas de curto alcance, especialmente em data centers. Os sistemas de transmissão de dados baseados em laser nesses locais sofrem com superaquecimento, alto consumo de energia e problemas de confiabilidade, enquanto os LEDs propostos operam em temperaturas mais altas, consomem menos energia e são mais fáceis de integrar. A tecnologia também poderá ser aplicada em telas ultrafinas e de alto brilho, bem como em sistemas de realidade aumentada e virtual (RA/RV), onde é necessária uma fonte de luz compacta e com baixo consumo de energia.

Este desenvolvimento abre caminho para sistemas de comunicação óptica mais baratos, confiáveis ​​e escaláveis.Distâncias curtas. Embora sejam necessárias melhorias adicionais na eficiência e o desenvolvimento de tecnologia de produção em massa para substituir completamente os lasers, os resultados já mostram que os microLEDs, quando projetados adequadamente, podem competir com os lasers em diversas aplicações práticas importantes.