世界最小サイズの高速センシング用光源を開発

波長4～20μmの中赤外領域にて、単一モードで連続発振が可能なDFB-QCLは、小型で高速のセンシング用光源として、大気汚染ガス、温室効果ガス、毒性ガスなどの高感度リアルタイム計測、呼気分析や血糖値計測などの医療診断への応用が期待されている。しかし、従来のDFB-QCLは、素子自体の消費電力が大きく、レーザー駆動時に大量の熱を発生するために、高い放熱能力を持つ、大型で高価なHHLパッケージに実装する必要があった。

その結果、モジュールの小型化や低コスト化が困難で、QCLを広く普及させる上での大きな課題となっていた。また、高温環境下での連続発振が困難なことも、レーザーの使用を制限する要因となっていた。

今回、同社は長年培ってきた量子構造設計技術を用いて創出した独自の発光層構造を採用した、低消費電力DFB-QCLモジュールの開発に成功。DFB-QCL CANモジュールは、CH4（メタン）やSO2（二酸化硫黄）、H2S（硫化水素）などの計測用として期待される7μm帯の波長において、汎用のCANパッケージで安定的に連続発振することが可能だという。

このモジュールでは、従来のHHLモジュール（32 x 45 x 18 mm）に対して、約8％（温調器内蔵型）、約1％（無温調器型）までの大幅な容積低減を実現する。QCL素子の消費電力を2W以下にまで低減し、発熱を大幅に抑制することで、80℃までの素子温度範囲で連続発振、単一モード動作が可能。