オスラムの半導体レーザ、ラボ環境での新しい輝度記録を達成

加工用ポンプモジュールの出力を10%向上

29.09.2016 |

オスラム オプトセミコンダクターズは、ラボ環境での横モード輝度が最大4.8 W/(mm*mrad)のブロードエリア型レーザダイオードを生産しました。レーザの輝度が高くなるほど、より効率的な光ファイバーへの入射が可能になります。そのため加工に使用されるファイバーレーザ励起用モジュールが高出力になります。この向上は、ドイツ連邦教育研究省が出資し、成功裏に完了した「高輝度ダイオードレーザへの微細な光学素子およびサーマルエレメントの統合」(IMOTHEB)プロジェクトの成果の1つです。

輝度は光出力とビーム品質の組み合わせによる指標です。高輝度レーザ光源は、極めて狭いビーム拡がり角と高出力密度で狭ビーム光を生成します。この特性はファイバーカップリングレーザシステムの効率には不可欠です。レーザの輝度が高くなるほど、光ファイバーへの入射光量が増加します。

チップ設計の改善

最大4.8 W/(mm*mrad) (ワット/ミリメートル-ミリラジアン)の横モード輝度がラボで達成されましたが、これは既存のブロードエリア型レーザダイオードでの最高値の1つです。この成功の基礎にあるのはチップ設計の最適化で、特にこのチップのビーム形成のためのマイクロ熱およびマイクロ光学素子の統合です。

この改良はオスラムが取りまとめたIMOTHEB研究プロジェクトの過程で得られました。このプロジェクトの目的の1つは、光出力向上と一貫したビーム品質が両立するレーザチップのさらなる開発にありました。このチップ開発には、マックスボルン研究所がプロジェクトパートナーの一員として、広範囲な方法論と解析を通して重要な貢献をしています。そして、この研究成果が製品開発へと引き継がれる予定です。

10%向上したポンプモジュール出力

ファイバーカップリングレーザの重要なアプリケーションは、レーザ加工用の高出力レーザの励起(光エネルギーの入射)です。特にファイバーレーザは重要性を増しており、その一例が自動車産業における金属板の切断と溶接です。同時にコストに対する圧力も高まっています。そのためIMOTHEBの目的は、こうしたポンプモジュールのシステムコスト削減にもありました。プロジェクトパートナーであるDILAS Diodenlaser社はダイオードレーザのアセンブリ自動化のコンセプトを研究しました。もうひとつカギとなる要素が、レーザ光源の輝度でした。DILASはデモンストレーションモジュールによって、改良されたオスラムのチップがモジュール出力を10%向上させる能力があることを示したのです。「チップの輝度が向上したため、ファイバーへの入射光量が増加します。」と、オスラム オプトセミコンダクターズ プロジェクトコーディネーター Dr. Alexander Bachmannは説明しています。「このアプリケーションで現在使用されているレーザダイオード以上の、より高い光量の生成が同じモジュールで可能なのです。」

IMOTHEB研究プロジェクトは、レーザシステムの効率向上と製造コスト削減が目的でした。本プロジェクト(FKZ 13N12312)は2012年10月に開始され、ドイツ連邦教育研究省(BMBF)が「集積マイクロフォト二クス」イニシアチブの一環として支援したものです。オスラム オプトセミコンダクターズが同プロジェクトを取りまとめ、パートナーとしてDILAS Diodenlaser社とマックスボルン研究所が参加しました。

Press contact: Marion Reichl

プレスコンタクト

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オスラムについて

ドイツ・ミュンヘンに本社を置くオスラムは、100年以上の歴史を持つ世界をリードする照明メーカーです。当社の製品ラインナップは、赤外照明やレーザー照明など半導体技術に基づく先端技術アプリケーションから、建築や都市におけるスマート照明や接続照明ソリューションに及んでいます。オスラムは2015年度(9月30日決算)で世界中に約33,000人の従業員を擁し、約56億ユーロの収益を挙げました。当社はフランクフルトおよびミュンヘン証券取引所に上場しています(ISIN:DE000LED4000; WKN:LED 400; 銘柄コードOSR) 。詳細情報はwww.osram.comをご覧ください。