液体でできた微小なレーザー光源の開発に成功

電気や光を研究する分野では、曲げたり折ったりできる柔らかいデバイスが注⽬を集めています。従来、こういった柔らかいデバイスの素材には主にプラスチックが利⽤されてきましたが、その柔らかさには限界があります。本研究では究極の柔らかさを持つ素材として液体に着⽬し、100%液体でできたレーザー光源の開発に成功しました。
　レーザーを構成する要素の⼀部に液体を利⽤したデバイスはすでに存在しています。しかしながら、レーザーを⽣み出す容器が硬い固体でできているため、柔らかさを備えることはできません。レーザーを⽣み出す容器も液体で作ろうとする試みはありましたが、⼤気中で安定に利⽤できる真球形状の微⼩な液滴の作製が難しく、実現には⾄っていませんでした。
　本研究では、室温イオン液体を⽤い、超撥⽔性表⾯を持つ基板上で、液滴を形成する条件を最適化することで、これらの問題を解決しました。作製した微⼩な液滴は、基板上でほぼ真球の形状を維持できる上に、⼤気中でも蒸発が検知できないほど安定です。さらに、最も優れた有機マイクロ球体レーザーと同等の性能を⽰しました。液滴は極めて弱い⼒、例えば微⾵によって変形し、それに伴いレーザーの性能を調整できることも明らかにしました。インクジェットプリンターを利⽤すれば、多数の液滴からなるアレイの作製も可能です。本研究は安定な液体レーザーデバイスを構築するための基本的な材料戦略を提供するものであり、新たな柔らかい光デバイスの実現につながると期待できます。

【研究代表者】
筑波⼤学数理物質系
　⼭岸 洋 助教
　⼭本 洋平 教授
九州⼤学⼤学院システム情報科学研究院
　吉岡 宏晃 助教

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タイトル： Pneumatically tunable droplet microlaser（気流で制御可能な液滴レーザー）
掲載誌：Laser & Photonics Reviews
著者：Hiroshi Yamagishi*, Keitaro Fujita, Junnosuke Miyagawa, Yuya Mikami, Hiroaki Yoshioka,Yuji Oki, Naoki Takada, Soumei Baba, Shimpei Saito, Satoshi Someya, Zhan-Hong Lin,Jer-Shing Huang, and Yohei Yamamoto*
掲載⽇:2023年2⽉7⽇
DOI:10.1002/lpor.202200874

システム情報科学研究院　吉岡 宏晃　助教