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名城大学が実現した画期的UV-Bレーザー技術

名城大学理工学部の教授陣と協力会社は、安価なサファイア基板を使用した深紫外（UV-B）領域における半導体レーザーの室温での連続発振に成功しました。この成果は、医療機器や産業用機器への応用が期待される革新的なステップです。

研究の背景

UV-Bレーザーは、特に皮膚疾患治療や血管形成において非常に重要な波長帯で、特に300〜320nmの範囲が注目されています。これらの波長は、生体分子との反応を引き起こす特性を持ちつつ、DNAを直接破壊するリスクが低いという特性があります。しかし、従来のエキシマランプやLEDによる光源は、大型で効率が低く、医療分野での高精度応用には問題がありました。これを受け、コンパクトで高出力の深紫外半導体レーザーの開発が求められていました。

研究内容

研究チームは、まずサファイア基板上にナノピラーを形成し、結晶の歪みを軽減。これにより、高品質なAlGaNテンプレートを得ることに成功しました。このテンプレートを用いたリッジ導波路構造を持たせることで、光の閉じ込めと低しきい値の動作を実現しました。また、反射鏡には分布ブラッグ反射（DBR）を用いることで、光の損失を最小限に抑えました。最終的に、318nmでの室温連続発振に成功し、しきい値電流密度は4.3 kA/cm²という優れた特性を示すことができました。

技術的革新

この研究は、従来の技術的障壁を克服する新しい製造プロセスを開発したことで、低コストで量産可能なUV-B半導体レーザーの実現を可能にしています。医療分野における応用としては、皮膚疾患や血管内治療、さらには高度な光プロセスが挙げられます。

期待される効果

このUV-B半導体レーザー技術により、今後の医療機器の精度が大幅に向上することが期待されます。また、照射対象のピンポイント治療が可能になるため、医療現場での普及が見込まれます。さらに、今後の研究により波長可変性を持たせることで、治療における柔軟性も生まれるでしょう。

まとめ

名城大学のこの研究成果は、低コストで高信頼性のある新たな医療用レーザーデバイスの開発に向けた重要な一歩となりました。これが普及すれば、医療の質の向上に大きく寄与することが期待されます。

この成果は、2026年1月12日にAIPの「Applied Physics Letters」に掲載され、注目論文として評価されました。

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