2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study on ultrashort pulsed semiconductor laser diodes for fluorescent bio-imaging
| Project/Area Number |
19H02176
|
|---|
| Research Institution | Meijo University |
|---|
Principal Investigator |
宮嶋 孝夫 名城大学, 理工学部, 教授 (50734836)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上山 智 名城大学, 理工学部, 教授 (10340291)
今井 大地 名城大学, 理工学部, 准教授 (20739057)
成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 教授 (80282680)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 半導体レーザ / 超短パルス / GaAs系半導体 / 無反射コート / 斜め導波路 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
臨床現場で利用可能な蛍光バイオイメージング用超短パルス半導体レーザの実現に向けた(1)モードロックレーザ及び半導体増幅器、(2)デバイス作製プロセス、(3)超短パルスの特性評価の３つに関して得られた成果は以下の通りである。
(1)モードロックレーザ及び半導体増幅器：本研究で実現しようとしているモードロックレーザ及び半導体増幅器を作製するには、出射端面に無反射コートを形成する必要があり、その特性がデバイスの性能を大きく左右する。これまでに、SiO2/Ta2O5等の誘電体二層膜を成膜し、波長810-830nmでの反射率を1%以下に低減できることを確認したが、更に導波路を1度以上傾けることで、反射率は10^-4以下になることをシミュレーションで示した。実際のデバイスでは、2-5度傾斜した導波路を導入する。
(2)デバイス作製プロセス：改良したプロセス工程を使って、有機金属気相成長法で作製したウェハーからデバイス作製を行った。ところが、リッジ形状が逆メサ状態となり、結晶方向やプロセス条件を変更しても変わらないことが判明した。このまま、デバイス作製を進めても、安定した特性を得ることが難しいと考え、デバイス作製を中断し、根本的な問題解決を図ることにした。以前は、分子線エピタキシー法で作製したウェハーを用いており、このような問題は起きていなかった。
(3)超短パルスの特性評価：バイオイメージングにより鮮明な画像を得るためには、より高いピークパワーの超短パルス半導体レーザの実現が望まれる。そのためには、単体の超短パルス半導体レーザの高ピークパワー化や、複数の超短パルス半導体レーザの出力を重ね合わせる技術が必要となる。そこで、利得スイッチングにより発生した光パルスをビームスプリッタで重ね合わせたところ、高ピークパワー化が可能であることが分かった。この手法も参考にして高ピークパワー化を実現させる。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
