フォトニッククリスタル面発光レーザー（PCSEL）は、バンドエッジ共振効果を利用して大面積でのコヒーレント発振を実現できる、新しいタイプの高輝度単一モード半導体レーザーです。これにより、PCSELはレーザーレーダーや3Dセンシングなどの分野で良好な応用展望を持ちます。本論文では、正方単結晶格子の非対称円錐形エアホール構造のPCSELを設計し、フォトニッククリスタルの占有率を高めることで基底モードと高次モード間の閾値差を拡大し、大面積モードにおいて高出力単一モードレーザー出力を実現しました。実験の結果、開発した940 nm PCSELは10 μsパルス励起下で出力5.1 W、傾斜効率0.43 W/Aを達成し、遠方場スポットは1°の発散角を持つ単峰分布を示し、80％の偏光度を持つ線偏光特性を有していました。さらに、5 nsパルス条件では出力が35 Wに達しました。本デバイスの開発は、レーザーレーダーシステムに良好な光源を提供することが可能です。

フォトニッククリスタル面発光半導体レーザー;高出力;非対称円錐形