21.05.2026 • Laser

Optische PCSEL-Sensortechnologie ermöglicht die Produktion von 2-µm-Infrarotlasern

Asahi Kasei Microdevices (AKM) und Universität Kyoto haben erfolgreich eine Laserschwingung in einem oberflächenemittierenden photonischen Kristall-Laser (PCSEL) im Infrarotbereich erzielt.

Die erstmals Anfang der 2000er Jahre entwickelte PCSEL-Technologie (Photonic Crystal Surface-Emitting Laser) geht auf ein Forschungsteam der Universität Kyoto unter der Leitung von Susumu Noda zurück. Im Vergleich zu herkömmlichen Lasern bietet sie eine höhere Funktionalität in einem kompakten Gerät. In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Lichtquellen mit höherer Helligkeit und schmaler Linienbreite für Anwendungen wie die Detektion von Biomolekülen und die Atemgasanalyse gestiegen. Dadurch hat sich der Bedarf an kleinen, serienfähig produzierbaren Infrarotlasern erhöht.

Schematischer Aufbau eines Photonic Crystal Surface-Emitting Lasers

Charakteristika des 2-µm-IR-Lasers von AKM und der Universität Kyoto

Gemeinsam haben AKM und die Universität Kyoto daran gearbeitet, die Struktur der Lichtquelle zu optimieren. Das Ergebnis dieser Kooperation ist eine Laserschwingung im 2-µm-Band unter Verwendung eines PCSEL. Dieser technologische Durchbruch eignet sich hervorragend für die hochpräzise Erkennung von Treibhausgasen. Durch die Kombination dieser Eigenschaft mit der hohen Richtwirkung und der schmalen Linienbreite von PCSEL werden Anwendungen in Bereichen erwartet, in denen hochpräzise Messungen von Spurengasen erforderlich sind.

„Diese Fortschritte verdeutlichen das große Potenzial von PCSEL für Anwendungen, die eine hohe Leistung und präzise optische Steuerung erfordern“, sagte Yoshinobu Fujimoto, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung im Business Development Center von AKM. „Durch die Kombination des technologischen Know-hows von AKM mit der Expertise von Professor Susumu Noda und seinem Team an der Universität Kyoto erschließen wir neue Leistungsgrenzen, von denen eine Vielzahl von Anwendungen profitieren könnten.“

AKM hat angekündigt, die Forschung und Entwicklung im Bereich der 2-µm-Band-PCSEL-Technologie voranzutreiben, wobei der Schwerpunkt auf der Herstellbarkeit und dem fortschrittlichen Photonenkristall-Designs liegt. Als Mitglied des Materialsektors der Asahi Kasei Gruppe bietet AKM seinen Kunden Produkte an, die in magnetischen Sensoren verwendete Verbindungshalbleitertechnologie mit der in Siliziumhalbleitern verwendeten ASIC/Analogschaltungstechnologie kombinieren.

Die Forschungsergebnisse zu dieser Technologie wurden im März 2026 auf der Frühjahrstagung der Japanischen Gesellschaft für Angewandte Physik vorgestellt. [AKM / dre]