# 名城大学がUV-B半導体レーザーの高効率化の鍵を解明、世界最高レベルの電力・光エネルギー変換効率5.5%を達成 - 出典: fture-scope（https://future-scope.net/） - URL: https://future-scope.net/2026/08/07/%e5%90%8d%e5%9f%8e%e5%a4%a7%e5%ad%a6%e3%81%8cuv-b%e5%8d%8a%e5%b0%8e%e4%bd%93%e3%83%ac%e3%83%bc%e3%82%b6%e3%83%bc%e3%81%ae%e9%ab%98%e5%8a%b9%e7%8e%87%e5%8c%96%e3%81%ae%e9%8d%b5%e3%82%92%e8%a7%a3/ - カテゴリ: テックニュース - 公開日: 2026-08-07 - 更新日: 2026-08-07 --- ## 従来の常識を覆す発見 UV-B（紫外線B領域、280〜320 nmの紫外光で、医療用途や高選択的フォトプロセスに適した波長帯）半導体レーザーは、皮膚疾患の治療や微細加工など、多岐にわたる分野での応用が期待されています。しかし、これまでのAlGaN材料では、結晶欠陥や光吸収の影響が大きく、電力・光エネルギー変換効率（半導体レーザーが電力をレーザー光のエネルギーに変換する効率）が低いことが大きな課題でした。 これまで、レーザーの効率を高めるためには、リッジ導波路（結晶の一部を掘り込み、狭い領域に電流集中と光閉じ込めを同時に実現する構造）を深く形成し、光を強く閉じ込めることが重要だと考えられてきました。しかし、名城大学の研究グループは、この従来の考え方に対し、効率を制限する主な要因が「光閉じ込め」ではなく、「内部光損失」（半導体内部で光を導波させ共振させる際に、半導体層内部で光が吸収・散乱される損失）であることを、世界で初めて実験的に明らかにしました。 ## 世界最高レベルの効率5.5%を達成 研究グループは、リッジ導波路のエッチング深さを変えたAlGaN系UV-B半導体レーザーを複数作製し、内部光損失やその他の特性を詳細に評価しました。その結果、光閉じ込めが十分確保されている場合でも、内部光損失がわずかに増えるだけでレーザー性能が大きく低下することを確認しました。 ![AlGaN系レーザーダイオードの構造図と電気的・光学的特性グラフ](/wp-content/uploads/2026/08/2f261a1a7fb10b268649e88f591384ce.webp) 図1: 本研究で作製したレーザーの模式的なデバイス構造図および代表的なデバイス特性図 この発見に基づき、内部光損失を最小化する新しいレーザー設計指針を確立。この新しい設計原理により、紫外半導体レーザーでは世界最高レベルとなる5.5%の電力・光エネルギー変換効率を達成しました。この成果は、「光をより閉じ込める設計」ではなく、「内部光損失を低減する設計」が高効率化の本質であることを証明しています。 ## 広がる未来への期待 本研究は、AlGaN系半導体レーザーの設計思想そのものを見直す画期的な成果です。従来の「光閉じ込めを強める」という設計から、「内部光損失を最小化する」という新たな設計指針へ転換することで、今後さらなる高効率化、高出力化、高信頼化の実現が期待されます。この成果は深紫外レーザーだけでなく、AlGaN系レーザー全般の設計にも適用可能であり、医療用光源、半導体製造、ライフサイエンス、量子技術など、幅広い分野での高性能化と実用化に貢献するでしょう。 この研究成果は、2026年8月5日にAIPの学術誌「Applied Physics Letters」に掲載され、高効率深紫外半導体レーザーの実用化を大きく前進させる成果として、Scilight（Science highlight）とFeatured Article（注目論文）にも選出されました。 ### 論文情報 - 掲載誌：Applied Physics Letters - 掲載日：2026年8月5日 - 論文タイトル：Internal-Loss-Limited 5.5% Wall-Plug Efficiency in Index-Guided AlGaN UV-B Laser Diodes with Polarization-Doped Cladding Layers - DOI: [10.1063/5.0341819](https://doi.org/10.1063/5.0341819) ### 関連リンク - Scilight: [Toward high-efficiency deep ultraviolet](https://pubs.aip.org/aip/sci/article/2026/32/321104/3400337/Toward-high-efficiency-deep-ultraviolet)