3/18 VCSEL（面発光レーザ）の原理・基本設計と応用開発動向

東京工業大学　科学技術創成研究院 未来産業技術研究所　准教授　宮本 智之　氏

【経歴・専門】
　1996年 東京工業大学博士課程修了　博士（工学）
　1996年 同 精密工学研究所 助手
　1998年 同 量子効果エレクトロニクス研究センター 講師
　2000年 同 精密工学研究所 助教授．その後，職名変更，改組を経て現在に至る．
　2004-2006年 文部科学省 研究振興局基礎基盤研究課材料開発推進室 学術調査官（兼務）
　光エレクトロニクス，半導体光デバイス，面発光レーザの研究に従事

　面発光レーザは優れた特徴を持つ光源として実用されている。これまでにも多くのシステムに利用されているが、さらに、次のイノベーションの鍵としても期待されている。
　このセミナーでは、面発光レーザ（VCSEL）の基本原理と特性・特徴を解説するとともに、多様な応用や今後期待される新領域における、面発光レーザの利点と研究開発課題を解説する。
　面発光レーザは半導体レーザのひとつではあるが、半導体基板表面から光出射する特徴をもち、東京工業大学の伊賀名誉教授により発案された、日本発のデバイスである。超小型、超低電力、2次元アレイ、広い波長可変性、など、優れた特性を有する。これらの特徴から、スパコン・データセンターの光配線（データ通信）から、レーザマウス、３Ｄ顔認証などのセンシング、レーザプリンタ、レーザプロジェクタなどのイメージングに利用され、さらに、超小型原子時計、OCT、レーザレーダ（LiDAR）、レーザエンジン点火、加熱・加工応用など、多様な新領域の創出・応用が進められている。また、光無線給電という新領域にも面発光レーザが期待されるため、その最新動向も紹介する。

１．面発光レーザ：VCSELとは
　　1.1 VCSELの特徴
　　1.2 VCSEL技術の経緯
　　1.3 VCSELの拡がり
 
２．VCSELの基本設計と基本特性
　　2.1 微小光源・低電力光源
　　2.2 単一波長光源
　　2.3 高反射率反射鏡
　　2.4 光閉じ込め・電流閉じ込め
　　2.5 温度特性
　　2.6 様々な波長のVCSEL
　　2.7 VCSELの微小化限界
　　2.8 VCSELの効率
 
３．VCSELの応用
　　3.1 センシング用光源の応用：レーザマウス、原子時計、など
　　3.2 高速変調特性とデータ通信応用：光インターコネクト
　　3.3 波長可変技術とその応用：OCT、センサー、通信
　　3.4 二次元アレイの応用：レーザプリンタ、通信
　　3.5 3Dセンシング応用：顔認証、LiDAR
　　3.6 高出力化とその応用：表示、加熱，レーザ点火
　　3.7　光無線給電への応用
 
□ 質疑応答 □

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