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半導体レーザーとは

半導体レーザーの媒質は固体であるが、励起方法とエネルギー準位が他の固体レーザーと根本的に異なるため、普通は固体レーザーと分けて考えられる。 半導体レーザーはダイオードの一種であり、ダイオードに流れた電流の一部が光に変換されレーザー光となる。このため、半導体レーザーはダイオードレーザー やレーザーダイオード(Laser Diode:LD) と呼ばれる。一般的なLD の構造(シングルエミッタ) を図1に示す(基盤や電極、コンタクト層などは省略してある。LD の発振原理は参考文献[1]を参照)。

一般的な半導体レーザーの構造

図1 : 一般的な半導体レーザーの構造


※ヘテロ界面(Heterointerface)、へき開面(Cleavage plane)。

半導体の両端面が光の方向と垂直にへき開(結晶面に沿って割ること) されており、空気と光を放出する活性層(active layer)との間の反射によってレーザー発振する(LED は共振器構造を持っていない)。このタイプのLD をファブリペロー型LD と言う。また、活性層の近傍に周期的な構造を作ることで、ある特定の波長のみを分布的にフィードバックして安定した単一モード発振を可能にする分布帰還型 (Distributed FeedBack:DFB) LD は主に長距離光通信に用いられている。LD そのものの長さは1mm 未満であるため、通常は放熱を兼ねてマウントしてある。

Reference and Links

  • [1] 平田照二, “わかる半導体レーザの基礎と応用―レーザ・ダイオードの発光原理および諸特性とその展望(基礎解説シリーズ) ,”CQ 出版(2001).


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