SONY、世界初100ワット出力の青紫色超短パルス半導体レーザーを共同開発

SONYは、SONY先端マテリアル研究所と東北大学未来科学技術共同研究センター横山弘之教授との共同研究の成果として、レーザー光のピーク出力を従来の世界最高値から100倍向上させた青紫色超短パルス半導体レーザーを開発したと発表しました。


↑青紫色超短パルス半導体レーザー発振の様子

今回開発したのは、波長405nmの青紫色領域で、3ピコ秒の超短時間幅、100Wの超高出力、1GHzの繰り返し周波数を持つ光パルスを発生できる半導体レーザー。

新開発、独自構造の窒化ガリウム(GaN)系モード同期型半導体レーザーと光半導体増幅器を高度に制御する事で、従来のレーザー出力世界最高値の100倍以上にもなる100W超のピーク出力を実現したとしています。


↑青紫色超短パルス半導体レーザーのシステム概略

これまでも、固体レーザーや波長変換素子を組み合わせた高機能、高価な先端科学研究用途の超高出力、超短パルスレーザー装置は存在しましたが、光源装置自体が大型で、レーザーの安定動作の為に専門技術者による操作が必要でした。

しかし、今回開発された半導体素子の組合せによる半導体レーザーシステムは、将来的に、こうした装置を大幅に小型化できる技術で、用途の大幅な拡大が期待されます。

今回開発された超高出力、超短パルス半導体レーザー光源では、高強度レーザー光のもとでのみ生じる2光子吸収と呼ばれる非線形現象を利用する事が可能で、レーザー光をレンズで集光した際、レンズの焦点付近でのみ、レンズの焦点スポット径よりも小さな領域で化学変化や熱的な変化を起こす事がで可能です。

この性質を応用することで、無機/有機物質のナノメートルオーダーの3次元微細加工や、次世代大容量光ディスク記録など、幅広い分野への応用の可能性が広がるものと期待されます。

SONYでは、本技術の次世代大容量光ディスク用途への原理検証として、プラスチック材料の内部に、3マイクロメートル毎に直径300ナノメートル程度の空孔をあけ、これをレーザー光で読み取る実験に成功しているそうです。


↑試作レーザーによる光ディスク記録の原理検証

SONYは今後、さらなる高出力化や多機能化など基盤技術の育成を進めると共に、システムの小型化・安定化など実用化技術の開発を進めるとしています。

「ナノメートルオーダーの3次元微細加工への応用」とか言ってますが、次世代大容量光ディスク用途の為の物理検証済って…めちゃくちゃ、次世代ディスクへ利用してますね。

ちょっと前までは、BDが光学ディスクの最終形態ってSONYは言っていたはずなんですが…。ディスクの大容量化は望むところですが、それに伴って大容量データ転送の為の帯域確保とか、ソフトウェア上の読み込み、書き込み速度の向上を行わないと、大容量ディスクのありがたみも半減ちゃうんで、そこら辺の技術向上も頑張って欲しいですね。

まぁ、今回の技術自体は純粋に素晴らしいと思いますし、相変わらず、こういった技術開発力は有る事にちょっと安心します。