半導体レーザーとは
半導体レーザーとは、レーザー発振の媒質として半導体を使用しており、電流を流すことでレーザー光が放出されます。一般的にはレーザーダイオードとも呼ばれています。
レーザー発振器として、現在多くの機器に使用されています。
あらゆる分野で使用されている理由としては、レーザーとして小型が可能、レーザー発振が低電圧、低電流で行える、光への変換効率が高い、異なる波長のレーザーを作りやすい特徴があるためです。
半導体レーザーの使用用途
半導体レーザーの用途範囲は多岐に渡りますが、レーザー光の波長や出力によって適用できる分野が変化します。
例えば光の波長はエネルギーの強さと密接に関わってきます。
そのためレーザー波長が長くてエネルギーの低いものは、自動車の衝突防止などのセンサー、光計測器、レーザー通信などに使用されます。
他方で波長が短くエネルギーの強いものは、ブルーレイやDVDのレーザによる書き込み、プリンター、レーザー加工などです。
半導体レーザーの原理
半導体レーザーが光を効率良く放出できるのは、電流を流すことで発生させることが可能だからです。これは電流を熱エネルギーに変換していた白熱電球とは異なります。
半導体レーザーの内部は簡単に述べると電極の間に、P型領域、発光層（活性層）、N型領域と呼ばれる層を形成しています。
電極より電流を流すと、P型領域からホール（正孔）、N型領域から電子が発光層に流入します。
その発光層でホールと電子が結合して光を放出しますが、この段階ではレーザー光としての特性は持ちません。
放出された光は他の電子に刺激を与え、刺激を受けた電子がホールと結合し光を放出していきます。これを誘導放出と言います。
また発生層内のミラーにより光は反射していくため、さらなる誘導放出が促され、光は増幅されて強いレーザー光となり外部へ放出されます。
近年は半導体の微細構造化も進んできたため、半導体レーザーの発光効率も著しく向上していますので、応用範囲の拡大も期待されています。