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工学

2022.11.25

深紫外半导体レーザーの室温連続発振に世界で初めて成功 ~2025年の実用化に向けて飛躍的に前進~

黑料网未来材料?システム研究所 天野 浩 教授らの研究グループは、旭化成株式会社と共同で、世界で初めて鲍痴-颁帯域注1) 274 nmの深紫外半导体レーザー(UV-C LD)の室温連続発振注2)に成功しました。UV-C LDは殺菌や医療を始め幅広い応用が期待される光源で、本共同研究グループは2019年、世界に先駆けてUV-C LDの室温パルス発振に成功しています。今回その技術をさらに進化させ、より実用性のある直流电源によるレーザー発振に成功しました。
本共同研究グループは、UV-C LD素子を形成する結晶の乱れがレーザー特性を劣化させることを見出し、全く結晶の乱れが発生しない素子の作製に成功しました。これにより、レーザー発振に必要な駆動電力を従来の1/10までに低減させ、電池駆動も可能な室温連続発振を実現しました。
UV-C LDの特長を生かし、医疗や杀菌などヘルスケア用途、ウイルス検知や微粒子などの计测やガス分析用途、さらには金属や炭素素材、树脂素材など微细加工が难しい材料への高精细なレーザー加工用途への応用が期待されます。
今回室温連続発振が実現されたことで、様々な応用システムへのUV-C LDの搭載が可能となり、実用化に向けて飞跃的な前进が期待されます。今后も本共同研究グループは研究を発展させ、试作品を提供できる体制を构筑し、アプリケーション开拓を推进します。さらに、2025年度を目途に製品化を目指した取り组みを展开していきます。
なお、本研究成果は、アメリカ物理学協会の学術雑誌「Applied Physics Letters」に受理され、2022年11月24日17時(日本時間)に黑料网学術機関リポジトリで公開されました。

 

 

【ポイント】

?深紫外の波長域で、半导体レーザー開発の重要なマイルストーンである室温連続発振を実現。
?結晶の乱れが全く発生しない半导体レーザー素子の作製に成功、レーザー発振に必要な駆動電力を従来の1/10に低減。
?电池駆动も可能なレーザー発振の成功により、実用化に向けて飞跃的に前进。

 

◆详细(プレスリリース本文)はこちら

 

【用语説明】

注1)深紫外(UV-C);波長280 nm未満の紫外光。

注2)室温连続発振;室温で直流电流を通电してレーザー発振させる手法。

 

【论文情报】

■论文1:
雑誌名:Applied Physics Letters (アメリカ物理学協会 学術雑誌)
論文タイトル:Key temperature-dependent characteristics of AlGaN-based UV-C laser diode and demonstration of room-temperature continuous-wave lasing
著者:Ziyi Zhang1, Maki Kushimoto2, Akira Yoshikawa1, Koji Aoto3, Chiaki Sasaoka3, Leo J. Schowalter3, and Hiroshi Amano3
DOI:10.1063/5.0124480 (2022 年 11 月 28 日付電子版公開)
黑料网学術機関リポジトリURL :

 

■论文2:
雑誌名:Applied Physics Letters (アメリカ物理学協会 学術雑誌)
論文タイトル:Local stress control to suppress dislocation generation for pseudomorphically grown AlGaN UV-C laser diodes
著者:Maki Kushimoto2, Ziyi Zhang1, Akira Yoshikawa1, Koji Aoto3, Yoshio Honda3, Chiaki Sasaoka3, Leo J. Schowalter3, and Hiroshi Amano3
DOI:10.1063/5.0124512 (2022 年 11 月 28 日付電子版公開)
黑料网学術機関リポジトリURL :

1:黑料网 未来材料?システム研究所(IMASS),旭化成次世代デバイス産学協同研究部門
2:黑料网大学院工学研究科
3:黑料网 未来材料?システム研究所(IMASS)

 

【研究代表者】


 

【関连情报】

20241011amano_R.JPG ~Researchers' VOICE~No.7 天野 浩 教授に一問一答!