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光・電波境界領域における高機能・低消費電力量子カスケードレーザーの開発

研究報告コード R070000054
整理番号 R070000054
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 大谷 啓太
研究者所属機関
  • 東北大学電気通信研究所ナノ・スピン実験施設
研究機関
  • 東北大学電気通信研究所ナノ・スピン実験施設
報告名称 光・電波境界領域における高機能・低消費電力量子カスケードレーザーの開発
報告概要 量子カスケードレーザーは、バンド構造を制御した半導体レーザーで、発光層を多段につなげた活性領域を採用することによって光子エネルギーの小さな領域においても高出力が得られるため、長波長小型高出力光源として期待されている。このレーザーは、通常の半導体レーザーと異なり、量子井戸構造のサブバンド間遷移を用いているため、発振波長、再結合時間などを構造設計により最適化できる利点があるが、それらの極限の値は構成材料自身によって決まる。特に闘値電流密度を決める利得係数は、有効質量が小さいほど大きくなる。我々はこれに注目し、従来材料と比較して高いポテンシャルを示すInAs/Al(Ga)Sbを用いて研究を進め、界面に形成されるボンドをコントロールすることによってInAs/AlSb量子カスケードレーザーを実現するなどの成果を上げてきた。本研究では、このInAs/Al(Ga)Sb量子カスケードレーザーを実用に向けて高機能・低消費電力化することを目的として研究を進めた。具体的には低消費電力という面では低闘値電流密度化、高機能化という面では高温動作化、並びに従来のカスケードレーザーにはない機能を加えることを目指した。以下にその成果の概要を述べる。
画像

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研究分野
  • 半導体レーザ
関連発表論文 (1) "Mid-infrared InAs/AlGaSb superlattice quantum cascade lasers", K. Ohtani, K. Fujita, and H. Ohno, Appl. Phys. Lett., Vol. 87, pp. 211113 (1)-(3), 2005.
(2) "InAs quantum cascade lasers based on coupled quantum well structures", K. Ohtani, K. Fujita, and H. Ohno, Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 44, No. 4B, pp. 2572-2574, 2005.
(3) "A low threshold current density InAs/AlGaSb superlattice quantum cascade laser operating at 14μm", K. Ohtani, K. Fujita, and H. Ohno, Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 43, pp. L879-L881 (Express Letter), 2004.
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/ナノと物性,光と制御
研究報告資料
  • 大谷 啓太. 光・電波境界領域における高機能・低消費電力量子カスケードレーザーの開発. 個人型研究(さきがけタイプ)ナノテクノロジー分野2領域合同研究報告会 講演要旨集 「ナノと物性」「光と制御」領域(研究期間2003-2006), 2006. p.16 - 17.

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