小型フォトニック結晶レーザーで大型レーザーなみの高輝度連続動作を実現 37
ストーリー by nagazou
画期的 部門より
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京都大の野田進教授らのチームは15日、光の進み方や強弱を精密に制御できる「フォトニック結晶」を用いた超小型の半導体レーザー（PCSEL）を実現したと発表した。フォトニック結晶は、ガリウムヒ素などに微小な穴を数百ナノ・メートルの間隔で規則的にあけた人工結晶（京都大学リリース、読売新聞、ASCII.jp）。
このPCSELでは、連続動作状態での輝度を、CO2レーザー、固体レーザー、ファイバーレーザー等の大型レーザーに匹敵する値にまで高めることに成功。炭酸ガスや光ファイバーを用いた金属加工などに使うレーザーは縦横1メートル程度と大型だが、今回開発されたPCSELでは、縦横1センチ程度の大きさで同等の性能を持ち、なおかつコストも10分の1以下で済むことから、旧来の機器をすべて一新できる性能を示すと説明している。
あるAnonymous Coward 曰く、
このPCSELでは、連続動作状態での輝度を、CO2レーザー、固体レーザー、ファイバーレーザー等の大型レーザーに匹敵する値にまで高めることに成功。炭酸ガスや光ファイバーを用いた金属加工などに使うレーザーは縦横1メートル程度と大型だが、今回開発されたPCSELでは、縦横1センチ程度の大きさで同等の性能を持ち、なおかつコストも10分の1以下で済むことから、旧来の機器をすべて一新できる性能を示すと説明している。
あるAnonymous Coward 曰く、
径3mmのフォトニック結晶レーザーでステンレス板を焼き切るデモをしているそうで、大型化も難しくは無いそうです
＃現状のままでもドローンの光学センサの目潰しに使えるくらいかな？
連続動作時間 (スコア:2)
どのくらいの時間を試したんだろう？京大リリースにもpdfにも、natureにも書かれてない。連続動作(1,000,000ns)とかだったらちょっと悲しひ。
ちなみにnature論文によると、6℃の水で水冷。
放射状に伸びているのは電力を与えるための金線で、110Aもの大電流を流すために沢山生えているそうです。
Re: (スコア:0)
どれだけの時間一定の温度を保てるか、によるのでは？
Re: (スコア:0)
紫外線レーザーとかも作れるなら半導体露光装置に利用できるかな。
Re: (スコア:0)
使ってる波長が合うなら
兵器にも使える (スコア:1)
技術盗まれたらヤバイですね。
そのようなことがないようにお願いしたいものです。
と，まず思ったのことよ。
Re: (スコア:0)
何故かこういう兵器転用できそうな研究をやってる地域に、大陸系のお見合い支援業者とかが湧いてきたりするのです。
高エネルギー研の近くにも湧いてたなぁ…
Re: (スコア:0)
実に賢いねえ
Re: (スコア:0)
そんなこと言ってたら兵器にしか使えないじゃない。
Re: (スコア:0)
先にメーテルの指輪みたいに兵器化して、秘密を知っている人に配布、
秘密を狙ってきた人を撃退するようにしたらいかがでしょうかね
Re:兵器にも使える (スコア:1)
レーザーのレゾネーター発信機と光学系を小型化できるとして
エネルギー供給や排熱系をどこまで小型化できるのか
とか妄想すると楽しそう
Re: (スコア:0)
入力電流が100Aで光出力が50Wということなので、普通の半導体レーザーと同程度の
電力効率40%と仮定すると、125Wの1.25V電源が必要でレーザーの排熱が75Wかな。
高出力モバイルバッテリーを２〜３個並列にして、DC-DCコンバータで1.25Vに降圧
すれば、拳銃くらいのサイズには出来るかも。
Re: (スコア:0)
マキタバッテリー対応で出して欲しいな
Re: (スコア:0)
高出力モバイルバッテリーを２〜３個並列にして、
140W出力のモバイルバッテリーが売られてるんだから、１個で済むんじゃないかな？
https://active.nikkeibp.co.jp/atcl/act/19/00128/011900153/ [nikkeibp.co.jp]
Re: (スコア:0)
流石に電流は5Aだな。あーびっくりした
Re: (スコア:0)
あー、さすがにDC/DCコンバータで降圧して電流を増やさないと無理。
28V 5Aからだと、例えばLTC1629を３個使えば、105Aまで出せる。
https://www.analog.com/jp/design-notes/low-cost-surface-mount-dc-dc-co... [analog.com]
Re: (スコア:0)
CPUやFPGA用のPOL電源モジュールがちょうどそのぐらい（1V、100A）ですね。
入力は12Vが多いので10Aぐらいで済むから使いやすい。
数秒単位で打てればいいなら、二次電池より高容量のキャパシタの方が小型化できそう。
二次電池 > キャパシタ > 電源モジュール > レーザー
Re: (スコア:0)
うちの電池なら定格3.7Vで100A連続いけるから、このレーザーを3直にしてもいけるな。小型だからなんとか拳銃サイズにできるはず。
ただしレーザー素子等からの発熱には根性で耐えるものとする。
＃ぜったいAC
＃＃指さし確認ヨシ！
Re: (スコア:0)
アキラの携行式レーザー砲をはよ！
Re: (スコア:0)
盗む必要すらない
どうせ日本は金を出さないので、堂々と買えばいい
集中定数と分布定数 (スコア:1)
電気的なアナロジーでいくとそういう感じかな。
いきなりパワー系に振ってるということは、レーザとしてのクオリティはちょっとアレなのかもしれない、原理的に。
Re: (スコア:0)
つかレーザー加工に使えるくらいの大出力で、温度によって変形しそうなフォトニック結晶で、単一モードで出力って、それはクオリティは高いという奴だと思うます
レーザーデバイスを作る人達の進む方向として「とりあえず大パワー出力を目指す」という方向があるようで（難しいし工学的応用もあるし）…
これで核融合も捗る (スコア:0)
なんてことにはならないのかな。
なったらいいな。
Re:これで核融合も捗る (スコア:1)
学生時代に聞いた説明では体育館くらいの施設で、大口径個体(ガラス?)レーザーを12方向からドンとターゲットにぶち当ててたような
この小さいのを円球上に並べ立てて一斉に照射したらいけるのかな
今ってどうなってるんだろう
Re: (スコア:0)
大阪大学レーザー科学研究所
https://www.ile.osaka-u.ac.jp/ja/index.html [osaka-u.ac.jp]
核融合研究がメインではなくなったけれど、激光はⅫまでバージョンが上がっていますね。
https://www.ile.osaka-u.ac.jp/ja/facilities/gxii/index.html [osaka-u.ac.jp]
Re:これで核融合も捗る (スコア:1)
激光XIIの"XII"はバージョンではなくて、12本のレーザー発振器を使った設備の意味だったはずです
昭和の終わり頃には既にあったような
関係者さんの講演でレーザーメディウムのガラス結晶を育てるのが難しいというような話を聞ききましたが内容ほぼ覚えてなかった・・・
これかぁ (スコア:0)
アンスバッハの名前が連呼されてたと思ったら、これだったのか
Re: (スコア:0)
せめてもの土産に小僧の半身をもぎ取ってまいります。ヴァルハラにてお待ちください。
「光線銃」実用化か？ (スコア:0)
スぺオペの必須小道具「光線銃(レイガン)」が実用化される日が来るか。バッテリーの小型化がなぁ…
あと、光線が傍からも見えて、眼で追えるくらい遅くて、「ヂュン！」という音を出す技術開発も待たれるところ。
Re: (スコア:0)
その前に、中国のレーザーポインターが、更に危険になる。
当然日本でも売られて、航空機に照射される。
Re: (スコア:0)
以前沖縄在住の左翼が逮捕されたことありましたね。
Re: (スコア:0)
当たったら何故か爆発が起こる、とかも追加で
Re: (スコア:0)
爆発の割に人体はバラバラになったりしない
Re: (スコア:0)
都合よく抉って、都合よく何か良く判らない対象に水蒸気爆発を起こさせるような加熱を行うと。はいはい
Re: (スコア:0)
歯科のレーザー治療って聞いたことないかな？
良く使われるのがEr:YAGレーザーで、その波長(2940nm)は水分子を励起し水蒸気爆発させる力
が強く、その作用により虫歯や歯石を除去出来るんだ。ドリルの代わりに小規模の水蒸気爆発を使
うわけで、あの嫌なドリル音がしない治療法なんだよ。
下記解説論文の５章参照。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/lsj/39/2/39_90/_pdf [jst.go.jp]
Re: (スコア:0)
次はサイコガンだ
サイコな虎眼ではない
Re: (スコア:0)
トラ縞のサイに雁の羽が生えた奴だっけ？