電気的に２次元ビーム走査可能な新たなフォトニック結晶レーザチップ開発

July, 22, 2020, 京都--京都大学大学院工学研究科の野田進教授、坂田諒一　大学院生、メーナカ・デ・ゾイサ講師、石崎賢司特定准教授、井上卓也助教らのグループは、高ピーク出力かつ高ビーム品質のレーザ光を、電気的かつ２次元的に走査可能な新たなフォトニック結晶レーザチップの開発に世界で初めて成功した。この成果は、スマートモビリティを筆頭に、高度物体認識、アダプティブ照明などさまざまな分野への応用にとって極めて重要な成果と言える。

ロボットや自動車の自動走行にはLiDARと呼ばれる光センシング技術が必須とされる。LiDARでは、光ビームを走査して障害物を察知するが、一般に、ビーム走査は、機械式、すなわち鏡を機械駆動することで行っており、システムサイズが大きくなることや、信頼性や安定性の面で課題を抱えている。そのような背景のもと、最近、非機械式のビーム走査方式の研究が活発化してきたが、出射光の光出力が非常に低く、また波長可変型の大型のレーザ光源が別途必要である点など、多くの課題がある。

研究グループは、今回新たに、電気的に２次元ビーム走査可能なフォトニック結晶レーザチップの開発に世界で初めて成功した。フォトニック結晶の格子点をナノアンテナとみなし、その位置とサイズを同時に変調した新たなフォトニック結晶を考案するとともに、この結晶を内蔵したレーザチップを開発することにより、高出力・高品質ビームを、電気的に、2次元的に自在に走査することに成功した。この成果は、新しいLiDARシステムの構築にもつながり、今後のスマートモビリティ、ひいては超スマート社会（Society5.0）の進展にとって重要な成果と言える。

研究成果は、Nature Communicationsオンライン版で公開された。
(詳細は、https://www.jst.go.jp/)