| 研究課題/領域番号 |
20K22483
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0402:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
吉田 昌宏 京都大学, 工学研究科, 助教 (20880636)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 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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| 研究開始時の研究の概要 |
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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| 研究成果の概要 |
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、180度および90度回折効果の相互作用を利用することによる大面積単一モード発振の実現を目指した。その結果、二重格子フォトニック結晶構造における空孔の大きさや空孔間距離などの構造パラメータの調整により、直径1mmを超える大面積単一モード発振が期待できる格子点構造の設計に成功した。さらに、設計した構造を導入した直径1mmの共振領域を有する大面積フォトニック結晶レーザを作製し、単一モード発振を実験的に実証することにも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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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