青紫色半導体レーザーの解析

A青紫色半導体レーザー約410nmの発振波長を有する半導体レーザを指す。ブルーレイディスク等の光源として使用されることに加えて、照明光源、表示光源などとして使用することが期待される。ブルーレイディスクは発振波長で品種を使用します 405nm。青紫色半導体レーザは、DVD後の新世代の光ディスクの基本構成要素である。 1990年代後半、メーカー、大学、研究機関は開発のために激しい競争を開始しました。

4層ブルーレイディスクは12倍の記録速度を有効にします

青色のLEDのように、青紫色の半導体レーザーは一般にGaNベースの半導体材料を使用しています。 GaN基板上にGaN系半導体結晶層が積層されている。 GaN系半導体を使用せずにSHG（第2高調波発生）技術を利用する方法もある。 SHGレーザーは、赤外線半導体レーザからの光出力を1/2波長の光に変換するために光導波路型素子を使用しています。例えば、850nmの赤外線半導体レーザを用いて、約425nmの青紫色レーザを得ることができる。 450mWのパルス出力を有する半導体レーザを使用すると、4層のBlu - Rayディスク上で12倍速記録を達成することができる。 Blu-rayディスクは将来的に多層ディスクを介して容量が増加し続けることが予想されます。その際、出力電力を900mWなどの半導体レーザなどが必要となる。

白色光源に使用できます

青紫色半導体レーザは、GaN系半導体層の層構造を変えることにより発振波長を変えることができる。例えば、発振波長を一定量だけ延ばすことで青色半導体レーザを得ることができる。青い半導体レーザは、ディスプレイ分野内のレーザプロジェクタの光源として使用することができる。青色光源用の青色半導体レーザの直接使用に加えて、青色半導体レーザおよび光ファイバも組み合わせて使用​​することができる。光学ガラスによって開発された複合光ファイバ技術では、光ファイバ内のコア材料は青色光の波長を変換することができ、その結果、光ファイバ内に共鳴させて緑色の光と赤色光を発生させ、3つの原色を形成する。青紫色半導体レーザを照明に用いる場合、蛍光体と組み合わせて白色光源を得ることができる。例えば、ニキアによって開発された白色光源は、青紫色または青色の半導体レーザと光ファイバとの組み合わせであり、レーザから発せられた光は光ファイバを介して外部に抽出される。光ファイバが出る部分は、白色の混合のための蛍光体材料で被覆されて白色光を得る。

青紫色半導体レーザを含むGaN系半導体レーザのうち、グリーン半導体レーザの開発は現在最も注目を集めている。 「マイクロプロジェクター」と呼ばれる超小型プロジェクターは、グリーン半導体レーザーに対する強い需要を持ちます。将来的にはピコプロジェクターのスムーズな普及にはまだいくつかの問題があります。小型化、低消費電力、コスト削減の3つの技術的問題のうち、小型化のキラーがレーザー光源です。現在の主流LEDと比較して、レーザ光源によって発せられた光は拡散するのは容易ではなく、光学系のサイズをさらに低減することが容易である。しかしながら、レーザー光源を使用するためには、効率は赤と青と比較して低く、高価格の緑色レーザーはボトルネックです。現在、直接揺動可能なグリーン半導体レーザはまだ商品化されていないため、赤外線レーザ光の波長を変換するためにSHG素子を用いなければならず、小型化や低消費電力に障害物となっている。