量子ドットレーザー
量子ドットレーザとは、光を発する「活性層」に、数ナノメートルサイズの半導体微粒子(量子ドット)を組み込んだレーザーです。電子を3次元全ての方向から小さな箱に閉じ込めることで、電子の状態密度を不連続(鋭いピークを持つ状態)にし、従来のレーザーにはない画期的な特性を実現しています。近年では、半導体の限界を突破する「光電融合技術」のキーデバイスとしても大きな注目を集めています。
構造と量子閉じ込め効果
従来のレーザー(量子井戸構造)が「面(2次元)」で電子を閉じ込めるのに対し、量子ドットは「点(0次元)」で電子を閉じ込めます。
量子ドットレーザーの主要な特性
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圧倒的な温度安定性
従来の半導体レーザーは温度が上がると発振しにくくなりますが、量子ドットレーザは温度変化の影響をほとんど受けません。
周囲の温度が変わっても出力やしきい値電流が安定しているため、冷却用のペルチェ素子が不要(クーラーレス運用)になります。 -
低消費電力・低しきい値
電子を効率よく光に変換できるため、非常に小さな電流で発振を開始(低しきい値電流)でき、機器の省エネ化、発熱の抑制します。 -
反射戻り光への耐性
従来のレーザーは外部からの反射光(戻り光)に非常に弱く、ノイズが発生しやすいですが、量子ドットレーザは戻り光に対して非常に高い耐性を持ちます。
高価な「光アイソレータ」を省略でき、システムの小型化・低コスト化が可能です。
画像引用:Innolume
量子ドットレーザー|主要メーカー
※本サイトでは各メーカーの一部製品のみをご紹介しています。最新情報はメーカー公式サイトにてご確認ください。気になる製品がございましたら、光響までお気軽にお問い合わせください。
シリコンフォトニクス(光電融合)
シリコンチップ上にレーザーを搭載し、電子回路と光回路をインテグレートする次世代の光電融合(あるいは「次世代計算機・通信技術」)。冷却不要・アイソレータ不要の特性が不可欠です。
選定時のチェックリスト
- 温度範囲:クーラーレスで動作させる場合、使用環境の最大温度で性能が維持されるかを確認します。
- 波長帯:1.3μm帯(通信用)が主流ですが、用途に合わせたカスタマイズが可能か。
- 信頼性:長期的な通電による量子ドットの劣化特性のデータがあるか。
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