규슈대학의 아다치 치바야 교수 등의 연구그룹은 자외선 여기에 의한 세계 최장 수명인 30밀리초(ms)의 유기 박막 레이저의 연속 발진에 성공했다.이것에 의해 종래의 보고의 100배 이상의 장수명화를 달성했다.또, 장래의 「전류 여기형 유기 반도체 레이저」 실현에 중요한 한 걸음으로 된다.
유기 박막 레이저는 무기 레이저로는 실현이 곤란한, 가시 영역에서 적외 영역 전역에 걸친 광범위한 파장을 임의로 발진할 수 있다는 유망한 특징이 있어, 장래의 광통신이나 센싱, 디스플레이까지 폭넓은 새로운 분야에 응용이 기대되고 있다.
유기 분자를 레이저 발진시키기 위해서는 외부로부터 유기 분자에 에너지를 공급하여 고밀도의 여기 상태의 유기 분자를 형성할 필요가 있다.외부 에너지로서 자외선 등의 광을 이용하여 여기 상태를 형성시키는 수법(이번 방법)을 광 여기라고 하고, 외부 에너지로서 전류를 이용하여 여기 상태를 형성시키는 수법을 전류 여기라고 한다.
본 연구의 광 여기형의 유기 박막 레이저는, 유기 레이저 활성층과 「DFB 구조」라고 불리는 구조를 포함한 광 공진기로 구성된다.종래의 디바이스 구조에서는 유기 분자에 의한 레이저광의 흡수나 유기 레이저 활성층에서의 열 열화나 광 손실이 크고, 유기 박막 레이저의 연속 발진 시간은 크게 제한되어 있었다.
이번 연구에서는, 레이저 활성층에 레이저광의 흡수를 줄이는 유기 레이저 분자를 이용하여 유기 박막 레이저의 발진을 저해하는 요인을 제거했다.또한, 유기 박막 레이저 소자의 하층 기판에 방열 대책을 실시하여 열 열화를 억제.또한, 광 공진기 구조로서 최적화 된 DFB 구조를 사용하여 광 손실을 억제 하였다.이러한 과제 대처에 의해 30밀리초에 달하는 세계 최장의 연속 레이저 발진에 성공했다고 한다.
논문 정보:【Science Advances】Toward continuous-wave operation of organic semiconductor lasers
