Realization of large-area, high-brightness photonic crystal lasers by utilizing mutual interaction between one- and two-dimensional diffractions
| Project/Area Number |
20K22483
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0402:Nano/micro science, applied condensed matter physics, applied physics and engineering, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | フォトニック結晶レーザ / フォトニック結晶 / 半導体レーザ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，フォトニック結晶の2次元共振作用をレーザ発振に利用した半導体レーザ(フォトニック結晶レーザ)において，その180度および90度回折効果の相互作用を利用することで，大面積単一モード発振を可能とする新たな手法を提案する．理論解析により格子点形状が回折効果に与える影響を明らかとし，これを精密に制御した新たな設計に基づき，大面積レーザデバイスを作製することで，半導体レーザとしてこれまでにないミリメータ級の共振面積における単一モード発振の実証を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we have developed large-area, high-brightness photonic crystal lasers by utilizing mutual interaction between 180°- and 90°-diffracted light waves. We have succeeded in designing a lattice point structure that enables a single mode lasing with a large area (>1mmΦ) by adjusting structural parameters of a double-lattice photonic crystal. We have fabricated a 1mmΦ photonic crystal laser with the designed double-lattice structure and demonstrated large-area single mode lasing.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
半導体レーザーは、小型・安価・低消費電力・高速制御可能といった優れた特長を有しており、現在、情報通信や光記録分野を中心に広く利用されている。しかしながら、従来の半導体レーザーは、光出力増大のために光出射面積を拡大すると、出射されるビーム品質が劣化してしまうという課題を抱えている。本研究で実証に成功した大面積・高輝度フォトニック結晶レーザは、このような従来の半導体レーザの課題を克服するものであり、スマートモビリティやスマート製造の核となる高度光センシングや光加工などをはじめとして、幅広い分野に応用でき、将来の超スマート社会を支える次世代光源としての利用が期待される。
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Report
(3 results)
Research Products
(49 results)
