日本九州大学最先端有机光电子研究中心的特聘教授A.S.D.Sandanayaka与该中心主任安达千波矢等人组成的研究小组，全球首次采用有机材料的半导体激光二极管（OSLD：Organic Semiconductor Laser Diode）成功实现了电流激发振荡。该技术将由九州大学2019年3月22日成立的初创企业KOALA Tech推进实用化。
研究要点：
● 全球首次证实，以有机发光器件OLED器件为基本结构，通过嵌入具有光限制效应的DFB型光学谐振器结构，可进行激光振荡。
● 有机材料的特点是能实现无机半导体激光器难以实现的任意振荡波长（从可见光范围到红外光范围）、工艺成本相对较低且易于制造、可实现柔性基板及透明元件等，通过本次研究证实，有望将其广泛应用于各种使用激光光源的元器件。
相关研究论文已于2019年5月31日发表在国际科学期刊《应用物理快讯》（Applied Physics Express）的网络速报版上。
此前作为激光光源使用的是利用无机材料构成的半导体激光器，但由无机材料的种类决定的激光振荡波长是有限的，难以获得任意的振荡波长。另外，作为激光介质使用的无机材料为晶体形态，存在制作工艺复杂、难以在曲面或弹性基板上安装等课题。
本研究的目的是实现此前难以实现的“电流激发型有机半导体激光二极管”。阻碍OSLD实现的主要原因是，难以开发出能承受高电流密度的有机材料和元器件构造，以及在高电流密度下发生的三重态和极化吸收能量所产生的损失。
在本次研究中，有机激光材料采用低阈值激光振荡材料BSBCz，堆叠结构采用图1所示的反向堆叠型OLED结构，光学谐振器采用1阶2阶混合型DFB结构，由此成功开发出了OSLD。试验发现，在约650Acm-2以上的高电流密度下，于480.3nm处达到振荡峰值的强光谱出现变窄现象。另外，由于具有振荡特性明确的阈值动作、振荡光谱的半宽度还不到0.2nm、具备偏振和相关特性，因此确认产生了激光振荡。
（参考图 1）有机半导体激光二极管（OSLD）的工作示意图。阳极和阴极之间有由SiO2形成的光学谐振器结构（DFB结构）。针对有机材料的发光，通过用光学谐振器增强受激发射实现了激光振荡。
（参考图 2）有机激光分子采用BSBCz的蓝色OSLD振荡时。
（日文全文）
文：JST客观日本编辑部
