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半導体レーザーとは?

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『半導体レーザー』は英語で『Laser Diode』、略してよく『LD』とも呼ばれます。
レーザーポインター以外でも、私達の身近なCDから最近話題のBlu-Ray Discにも使用されているレーザー界きっての人気者です。

半導体レーザーは他のレーザーと比べると、小型で消費電力が少なく価格も安く信頼性が高いと言う特徴があるので、色々な汎用品で爆発的に拡がって行ったのです。

半導体レーザは材料毎に下記の様に分類されます。

レーザー波長 材料 使用例
2.8-30μm 鉛化合物系  
1.1-1.6μm InGaAsP系(インジウムガリウム砒素リン) 光ファイバーなどの通信用途
780nm AlGaAs(アルミニウムガリウム砒素)系 CDやMDの光読み取り
650nm近辺 AlGaInP(アルミニウムガリウムインジウムリン)系 DVDやバーコードの光読み取り
レーザープリンターの書き込み
400nm近辺 GaN(ガリウムナイトライド)系 Blu-Ray Discの光読み取りや書き込み

.

逆に半導体レーザーは、当初は他のレーザーと比べて『高出力化』や『短波長化』が難しいとの大きな弱点がありました。
『短波長化』の研究はレッドの波長からグリーンなどは素っ飛ばされて、一挙にブルーが主流となりました。(だから狭間であるグリーンの波長の、グリーンレーザーポインター用のグリーン半導体レーザーが存在しないのです・・・)

ブルーなどの短波長を発振させる為には2.6eV以上と言う高いバンドギャップが必要なのですが、その様な半導体であるGaNの成長は極めて難しく、なかなか実用化への道のりは険しかった様です。
しかし日本を中心としたブレークスルーが起き、このブルー半導体レーザーは『Blu-Ray Disc』などの革命的な製品を誕生させたのです。

従来のDVDの容量は4.7GBだったのですが、Blu-Ray Discの2層(12cmタイプ)では飛躍的な50GBと、何と一挙に10陪以上の容量が実現したのです!

今やTVは大画面で高精細なハイビジョン映像が主流であり、その様な巨大な動画はBlu-RayDiscでもたったの4時間しか(も!?)録画出来ないのですので、ブルー半導体レーザーが無かったら一体どうなってたのでしょうか・・・?(まあHDDが勝利しただけでしょうが)
そして短波長化以外の『高出力化』や『超寿命化』などの課題を次々とクリアーして行くのです。

ld.gif

上記はSharpの新しいタイプの半導体レーザーなのですが、このサイズで406nmの短波長で105mWもの高出力が出るとは驚きです!

と、上記の流れの恩恵を受けてレーザーポインターも進化を続けているのです。

しかし時代の狭間に取り残されてしまい開発されていないのが、レーザーポインターとしては是非にも欲しい『グリーン半導体レーザー』 ・・・。

でもご安心ください。
この流れ以外の所で、今や『レーザーTV』や『レーザープロジェクター』と言う革命が起きています。
フルカラーを再現する為のRGBは、勿論レーザーを光源としているのです。

現状でグリーンレーザーは、グリーンレーザーポインターと同じ赤外の波長の倍波をとって532nmを出しているのですが、この流れが本物だと数年以内には夢の『グリーン半導体レーザー』が出来ると言う大革命が起こるかも・・・しれませんね。
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