垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）の動向（2021年7月調査）
発刊日
2021/11/15
体裁
B5 / 43頁
資料コード
R63201202
PDFサイズ
5.6MB
PDFの基本仕様
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※紙媒体で資料をご利用される場合は、書籍版とのセット購入をご検討ください。書籍版が無い【PDF商品のみ】取り扱いの調査資料もございますので、何卒ご了承ください。
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カテゴリ
調査資料詳細データ
調査概要
本調査レポートは、定期刊行物 Yano E plus 2021年8月号 に掲載されたものです。
リサーチ内容
～高い技術を認められていたが、多くの人が予想しなかった
スマートフォンの顔認証システムに採用され一気にブレイク～
1．垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）とは
2．VCSELの発展経緯
3．VCSELの特長と有望アプリケーション
3-1．通信
3-2．センシング
（1）ジェスチャー認識
（2）顔認証
（3）その他のセンシング用途
3-3．イメージング
3-4．ハイパワー応用
3-5．自動車用電子機器
3-6．医療アプリケーション
4．VCSELの市場規模予測
【図・表1．VCSELのWW市場規模推移と予測（金額：2019-2024年予測）】
【図・表2．VCSELの需要分野別WW市場規模推移と予測（金額：2019-2024年予測）】
【図・表3．VCSELのWW市場における企業シェア（金額：2019年）】
【図・表4．VCSELのセンシング分野におけるWW市場における企業シェア（金額：2019年）】
【図・表5．VCSELの通信分野におけるWW市場における企業シェア（金額：2019年）】
5．VCSELおよび面発光レーザー関連技術に関する企業・研究機関の取組動向
5-1．株式会社シルバコ・ジャパン
（1）TCAD
(2)面発光型半導体レーザー用シミュレーション・モジュール「VCSEL™」
【図1．一般的なVCSELデバイスの断面図 (左)上部DBR層、下部DBR層、
活性層を示した全体の断面図 (右)活性層部分を拡大した断面図で、
6層の多重量子井戸が含まれている】
【図2．(左)主縦/横モードにおける光強度
(右)量子井戸部分を拡大した断面図で、井戸における放射再結合率を示している】
【図3． (左)印加電圧の関数としての出力光強度
(右)最大温度対デバイス電流】
【図4．(左)発光時のVCSEL内部の格子温度コンター図
(右)一般的なVCSELの主要な4つの横モードにおける光強度分布】
5-2．国立大学法人 東京工業大学
(1) VCSELの特長
【図5．2次元アレイ面発光レーザー】
(2) VCSELの構造
【図6．端面出射レーザー(左)と面発光レーザー(右)の構造】
【図7．初期のVCSELのしきい値電流推移】
【図8．端面出射レーザーと面発光レーザーの反射率の違い】
【図9．VCSEL の断面構造 (上)電流狭窄がない場合、
(下)電流狭窄がある場合】
5-3．国立大学法人 東京大学
(1)誘電体ナノメンブレンを用いた真空紫外波長変換
【図10．コヒーレントVUV発生の実験系の模式図】
【図11．誘電体ナノメンブレンから発生するVUV-THGの励起強度依存性】
(2)誘電体フォトニック結晶を用いた円偏光真空紫外コヒーレント光発生
【図12．開発したVUVコヒーレント円偏光発生法の概念図】
【図13．作製したフォトニック結晶ナノメンブレンの模式図とSEM像、
スケールバーの長さは1μm】
【図14．フォトニック結晶ナノメンブレンに円偏光フェムト秒レーザーを
入射した場合に生じるVUV THGスペクトル (a)右回り円偏光入射、
(b)左回り円偏光入射】
5-4．学校法人 名城大学
（1）量子殻（MQS）のコンセプト
【図15．(左)MQS構造の模式図 (右)実際に作製したMQSのSEM像】
【図16．MQSの発光デバイスへの応用】
【図17．本研究で開発したMQS (3D) と一般的なMQW (2D)のモード利得】
（2）GaNナノワイヤの成長
【図18．典型的なGaNナノワイヤのSEM像】
（3）MQSおよびp型殻の成長とMQSの発光特性
【図19．量子殻の面発光デバイスへの展開 (左)量子殻VCSEL、
(右)量子殻フォトニック結晶レーザー】
5-5．株式会社リコー
(1)高速レーザープリンター向けVCSELの開発
【図20．VCSELのプリンターへの応用 (左)VCSELと使用箇所、
(右)VCSELを搭載した高速プリンター】
【図21．リコーVCSEL単素子の断面構造】
【図22．リコーVCSELの特長：高出力まで単峰性で狭いビーム放射角を実現】
【図23．リコーVCSELの特長：一方向に制御された偏光特性を実現】
(2)新規応用に向けた波長範囲拡大と高出力化の取り組み
【図24．多波長VCSELアレイ】
【図25．多波長VCSELアレイを用いた3次元計測システムへの応用】
【図26．高出力VCSELアレイのTOF照明モジュールへの応用】
5-6．株式会社ローム
(1)ロームの半導体レーザーに対する取組
【図27．3D距離測定を行なうレーザー光源の種類と特徴】
【図28．ロームの半導体レーザー開発戦略】
(2)駆動方式の推移と製品の狙い
【図29．3DTOF発光デバイス駆動方式の比較】
【図30．VCSELモジュール技術①：駆動方式の推移と製品の狙い】
(3)VCSELの構造と技術のポイント
【図31．FPLDとVCSELの導波経路の違い】
(4)1パッケージ化による高出力化
【図32．VCSELモジュール技術②：１パッケージ化による高出力化】
(5)今後の展開
6．VCSELの将来展望
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