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新しい技術(量子ドットレーザー)

量子ドットレーザーってなに

  1. 「量子ドット」とは、ナノメートル(10億分の1メートル)サイズのとても小さい粒々のことです。
  2. 「量子ドット」をN型/P型半導体の間の層にはさみ、その粒から光がでます。それを「量子ドットレーザー」と呼んでいます。
  3. 特長は、温度による影響の少なさや低消費電力(原理的には従来の半導体レーザーの10分の1)です。
  4. 用途は短距離伝送、高速通信などです。

小さい粒々をどうやって作るの

GaAs(ガリウムひ素)の基板の上に、In(インジウム)原子とAs(ひ素)の原子をぶつけます。するとインジウムとひ素が混ざりあい、ガリウムひ素基板の上に薄い膜ができます。そして、ある程度厚みのある膜になると自然に丸くなります(ガリウムひ素とインジウムひ素では原子が並ぶ間隔が異なるため、安定に繋がった結晶になることができません。そのため接触面積がある程度大きくなるとインジウムひ素が自分達だけで集まろうとし、自然に丸くなります)。

このような層を5から10層積層します。

原理

「原理-なぜ、電圧をかけると光が出るのでしょうか」で紹介しました電子は1人でしたが、半導体レーザーとして使うには、もう少し強い光が必要なので、複数の電子が同時にジャンプして光を出しています。(ここでは例として3人の電子を書きました)

・従来のレーザー

実際に電子達がジャンプするCの位置までに、A、Bの位置があり、そこに電子が詰まっていないとCにいかないので、余分な電流が必要です。A、Bの位置では光にならずに消えていく電子がいます。

・量子ドットレーザー

電子がジャンプするCの位置しかないので、必要最小限の電流しか要りません。

どうしてCの位置しかないのでしょう。

量子ドットレーザーの場合、小さな粒の部分から光が出ます。電子君が飛び降りようとしている粒の世界は非常に小さいので、A、Bの位置がなくなってしまいます。(量子効果といいます)

富士通株式会社と三井物産株式会社で、量子ドットレーザー技術のベンチャー企業、「株式会社QDレーザ(キューディーレーザ、以下、QDL社)」を設立(2006年4月20日)し、高性能量子ドットレーザーと光デバイスの開発・製造・販売をおこなっております。

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