💡 5. InGaNレーザー｜Blue & UV Light Semiconductor Technology
InGaN（窒化インジウムガリウム）は、青色から紫外光まで発光可能な化合物半導体で、
高輝度レーザー、ディスプレイ、光通信、自動車、医療など幅広い分野で活躍しています。
Indium Gallium Nitride (InGaN) enables light emission from blue to ultraviolet,
powering applications from high-brightness lasers to displays, optical communications, automotive, and medical devices.
🌈 特徴｜Key Features
| 特徴 / Feature | 内容 / Description |
|---|---|
| 発光波長の制御 / Tunable Wavelength | In組成比で青〜緑〜紫外域まで調整可能 / Tunable from blue to green to UV via In content |
| 高輝度・高効率 / High Brightness & Efficiency | LED・LDで広く実用化 / Widely implemented in LEDs & LDs |
| 高信頼性 / High Reliability | WBG特性により高温・高電流動作に適応 / Withstands high temp & current |
| 小型化 / Miniaturization | VCSEL・マイクロレーザー化が可能 / Enables VCSEL & micro-laser designs |
📐 構造と原理｜Structure & Operating Principle
- 基本構造 / Base Structure：p-n接合 + 多重量子井戸（MQW） / p-n junction + Multi-Quantum Well
- 量子井戸 / Quantum Wells：GaNバリア + InGaNウェル → キャリア閉じ込め / GaN barriers + InGaN wells for carrier confinement
- 発光メカニズム / Emission：キャリア再結合による青色発光（λ ≈ 405〜460nm） / Radiative recombination at ~405–460 nm
図版予定 / Illustration to be added:
/images/ingan_mqw_structure.png
🔧 応用領域｜Applications
| 応用 / Application | 目的 / Purpose | 特記事項 / Notes |
|---|---|---|
| Blu-ray / HD光ディスク | 高密度記録 / High-density storage | 405nmレーザー使用 / Uses 405 nm laser |
| プロジェクタ / AR | フルカラー小型化 / Compact full-color | RGB合成に貢献 / Enables RGB combination |
| 車載LiDAR | 高速距離計測 / High-speed ranging | 分解能向上 / Higher resolution |
| 医療機器 | 照射・切開・除菌 / Irradiation, cutting, sterilization | UV殺菌域に適用 / Applicable to UV sterilization |
| 光通信 | 高速伝送 / High-speed transmission | 短波長多値変調可能性 / Potential for short-wavelength modulation |
🔬 技術課題｜Technical Challenges
| 課題 / Challenge | 解説 / Details |
|---|---|
| 格子不整合 / Lattice Mismatch | サファイア基板で歪み発生 → 量子効率低下 / Strain on sapphire substrates reduces efficiency |
| 温度特性 / Temperature Sensitivity | 高温時の波長シフト・寿命低下 / Wavelength drift & lifetime reduction at high temp |
| 短波長化 / Shorter Wavelength Targeting | UV化はAlGaNとの競合・技術困難 / UV direction faces AlGaN competition & difficulty |
📎 関連リンク｜Related Links
- 📘 2. 材料特性の定量比較 / Material Properties
- ⚛️ 量子構造デバイス / Quantum Structure Devices
- 💹 市場・投資動向 / Market & Investment Trends
🧩 まとめ｜Summary
InGaNレーザーは「波長可変」「高輝度」「高信頼性」を兼ね備え、
ブルーレイ、プロジェクタ、車載LiDAR、光通信など幅広く利用される光半導体です。
InGaN lasers offer tunable wavelength, high brightness, and reliability,
impacting storage, projection, automotive sensing, and communications.
🔄 ナビゲーション / Navigation
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