VCSEL（面発光レーザ）の原理・基本設計と応用開発動向

多様なフォトニックシステム創出のキーデバイス・VCSEL
その原理・構造・基本設計、性能向上に必要な要素技術、応用開発・研究動向を解説

光配線(データ通信)、レーザマウス、3D顔認証センシング、イメージセンサなど多くのシステムに採用され、今後の応用拡大が期待されるVCSEL。
基礎から様々なデバイス応用に向けた先端研究動向、応用製品例等を解説します。
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    セミナー趣旨

    　面発光レーザは優れた特徴を持つ光源として実用されている。これまでにも多くのシステムに利用されているが、さらに、次のイノベーションの鍵としても期待されている。
    　このセミナーでは、面発光レーザ（VCSEL）の基本原理と特性・特徴を解説するとともに、多様な応用や今後期待される新領域における、面発光レーザの利点と研究開発課題を解説する。
    　面発光レーザは半導体レーザのひとつではあるが、半導体基板表面から光出射する特徴をもち、東京工業大学の伊賀名誉教授により発案された、日本発のデバイスである。超小型、超低電力、2次元アレイ、広い波長可変性、など、優れた特性を有する。これらの特徴から、スパコン・データセンターの光配線（データ通信）から、レーザマウス、３Ｄ顔認証などのセンシング、レーザプリンタ、レーザプロジェクタなどのイメージングに利用され、さらに、超小型原子時計、OCT、レーザレーダ（LiDAR）、レーザエンジン点火、加熱・加工応用など、多様な新領域の創出・応用が進められている。また、光無線給電という新領域にも面発光レーザが期待されるため、その最新動向も紹介する。

    習得できる知識

    ・VCSEL（面発光レーザ）の特徴の理解
    ・VCSELの応用範囲など市場動向の把握
    ・VCSELの性能の今後の進展範囲やその限界の把握
    ・基本的な設計指針、性能改善方針の理解

    セミナープログラム

    １．面発光レーザ：VCSELとは
    　　1.1 VCSELの特徴
    　　1.2 VCSEL技術の経緯
    　　1.3 VCSELの拡がり
     
    ２．VCSELの基本設計と基本特性
    　　2.1 微小光源・低電力光源
    　　2.2 単一波長光源
    　　2.3 高反射率反射鏡
    　　2.4 光閉じ込め・電流閉じ込め
    　　2.5 温度特性
    　　2.6 様々な波長のVCSEL
    　　2.7 VCSELの微小化限界
    　　2.8 VCSELの効率
     
    ３．VCSELの応用
    　　3.1 センシング用光源の応用：レーザマウス、原子時計、など
    　　3.2 高速変調特性とデータ通信応用：光インターコネクト
    　　3.3 波長可変技術とその応用：OCT、センサー、通信
    　　3.4 二次元アレイの応用：レーザプリンタ、通信
    　　3.5 3Dセンシング応用：顔認証、LiDAR
    　　3.6 高出力化とその応用：表示、加熱、レーザ点火
     
    ４．VCSELの新応用領域：光無線給電
    　　4.1 無線給電への期待と課題
    　　4.2 VCSELによる光無線給電
    　　4.3 光無線給電の最新動向

    □ 質疑応答 □

    セミナー講師

    東京工業大学　科学技術創成研究院 未来産業技術研究所　准教授　宮本 智之　氏

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