概要
半導体レーザーとは、半導体を素材としてつくられた回路素子からなるレーザーで、電流を流すことでレーザーを発生させることができ、レーザーダイオードとも呼ばれています。
構成
半導体レーザーは、「活性層」と呼ばれる層が、n型とp型の半導体に挟まれているサンドイッチ型の構造をしていまｓ。n型はマイナス、p型はプラスの電気的な性質を持っており、この二つを電気的につなぐと電流が流れ、この電流によってレーザー発振します。
n型クラッド層から流れ込む電子は、高いエネルギーを持っていますが、再結合が起こるとそのエネルギーは失われ、失われたエネルギーは光に変換されます。この光を利用しているのが半導体レーザーです。また、一度電流が流れると連続的に、最初に発生した光と、同じ位相の波長の光が放出されます。
特長
一番魅力的な特徴は小型なところです。その他に、次のような特長もあります。
- 低い電圧と少ない電流で発光できる
- 変換効率が高い
- 様々な波長の光を発生させられる
- 干渉性が高い
歴史
初めに特許を出願したのは日本人です。1957年4月に東北大学の渡辺寧、西澤潤一が、半導体レーザーのアイデアを特許出願し、特許化されました。
60年以上前から研究されている分野ですが、今でも盛んに研究されている分野でもあります。特に最近では、住友電気工業とソニーは共同で、従来、困難だった高出力の純緑色半導体レーザーを開発しました。波長と出力を主軸に、今後も研究されていくと考えられます。
さいごに
半導体レーザーは、そのサイズや特性から、特に小さな加工をするのに向いていると考えられています。最近ではモーションセンサーの光源や照明にも使用されており、非常に汎用性が高いです。