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적색반도체 레이저의 연구개발

전문가 제언: ○ 1970～1985년에 걸쳐 일본 기업들이 연구개발한 적색반도체레이저에 대한 개발과정과 난제의 극복, 응용분야에 대해 살펴보았다. 실온에서 연속 발진하는 4원계 AlGaInP계가 MBE법에서 MOCVD법으로 이행되어 실용화에 들어갔으나, 문제점을 발견하고 기술향상의 확립에 노력하였다.

○ 적색반도체레이저 개발을 위해 고가의 결정성장 장치를 LPE법으로 개발하였으나, 대면적에 걸친 균일한 양자우물형성의 어려움으로 4원계 AlGaInP계에 큰 영향을 주어 MOCVD법으로 발전시켰다.

○ Hamada씨는 발진파장이 본래의 밴드갭에 상당하는 발진파장에 비해 커져 분리기판상에서 650㎚소자를 제작하여 신뢰성을 증명하였다. 그러나 AlGaInP계의 레이저는 활성층과 클레이드층 사이 헤테로장벽의 고저에 따라 소자의 온도 특성에 영향을 주므로, 다중양자장벽층 전자에 대한 헤테로장벽을 증가시키기 위해 양자우물 구조를 도입해서 해결하였다.

○ 적색반도체레이저기술은 기타 관련분야와 융합되어 응용범위가 넓어지고 있으며 특히 DVD와 의료분야로 나누어 고찰한다. DVD관련 제품은 3파장소자, 레이저를 하나의 기판 상에 모노리딕으로 집적한 소자 및 단일 횡모드 제어형 레이저와 같은 고밀도 소자로 연구가 한층 진행되고 있다. 이외에 디스플레이, 자동차, 항공기, 폴리머광섬유에 의한 광통신 분야에 대한 응용이 기대된다.

○ 의료형 분야는 신규 응용분야로서 현재까지 엑시머레이저를 중심으로 이용되어 왔으나, 최근에는 광선 역학적 치료법을 사용하는 적색반도체레이저의 사용을 권장하고 있다. 결론적으로 국내기업들은 일본 기업들의 적색반도체레이저에 관한 응용연구개발을 귀감삼아 한층 더 연구개발에 매진해야 한다고 사료된다.

저자: HAMADA Hiroki
자료유형: 학술정보