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NISTEP注目科学技術 - 2020_E455

人工的に制御された微細構造を有するレーザー光源に注目している。レーザー光源は医療からものづくりまで幅広い分野にわたって、基礎研究から製品に至るまでのあらゆるレイヤーで活用されている技術である。近年の半導体技術の成長およびファイバー技術の進展に支えられ、レーザー光源の小型化が進んできているが、レーザー光源の持ちうる機能性を最大限に発揮するためには飛躍的な小型化が必要であると認識している。具体例を挙げると、高い機能性を有するフェムト秒光源が100 W電球と同程度の出力を有するためには、現状では冷蔵庫-自動車程度の大きさの実験装置が必要となる。
マイクロフォトニクスやシリコンフォトニクス、メタマテリアルやメタサーフェースを初めとする人工的に制御された微細構造は光と物質の相互作用を望む形にデザインできることから高い機能性を持つ光源の小型化に大きく寄与するものであると考えている。

光学的な構造・ゲイン媒質をナノメートルスケールかつ3次元的に自在に制御する技術の大きなブレイクスルーが必要である。現在、これらの技術開発はリソグラフィーや分子エピタキシャル成長、分子レベル接合などを用いて精力的に研究が行われているが、制御性と大規模化の両立は困難であり、制御性の高いイオンドーピング技術や微細加工技術の飛躍的な進展が必要なものと認識している。