用語解説 レーザー
レーザーとは？
レーザーの概要
■LASER
|
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（放射の誘導放出による光増幅） |
 |
レーザーの種類
レーザーは、その発振媒体の種類により、固体、半導体、気体、液体、化学などに分類することが出来ます。
ここでは、固体レーザーと半導体レーザーの2分類について解説いたします。
| 固体レーザー | 発信媒体として固体を用いているものを『 固体レーザー』と呼び、固体レーザーは、気体に比べて体積中に原子が多く詰まっているため、レーザー出力は大きく、レーザー加工・レーザー溶接・レーザーマーキングなど広い分野で利用されています。 |
|---|---|
|
半導体レーザー (LD:Laser Diode) |
発信媒体として半導体を用いているものを『半導体レーザー』と呼び、半導体に電流を流して、電流の一部が光に変換されます。以下4つの特長があり、様々な用途に使用されています。 ①小型・軽量 ②低電圧・低電流で駆動でき、容易に発振できる ③電力を直接光に変換しており、高い変換効率が得られる ④半導体の組成を変えることで、様々な波長のレーザを作成できる |
レーザーの用途別解説
■LiDAR
|
Light Detection And Ranging（光による検知と測距） |
 |
| 計測範囲比較 |  |
|---|---|
| カメラ |
◎撮影した映像を画像処理することで対象物を識別することが可能 △夜間や逆光に加え、濃霧・豪雨・豪雪など悪天候時の検出能力が低い |
|
ミリ波レーダー （Radar：Radio detection and ranging） |
◎電波を使用して検出するので、夜間や悪天候下でも障害物などの方向と距離を計測可能 △小さい物体の検知や段ボール・発泡スチロールなどの反射率の低い物体の検知が困難 |
| LiDAR | ◎電波反射率の高低に関わらず、障害物距離や位置関係も高い精度で検出可能 ◎ミリ波レーダーよりも波長が短い光を用いる為、小さな物体を検出可能 △悪天候時に検知能力が低下、ミリ波レーダーと比較して高価である |
■5G通信システム
■5G通信インフラ
| 5Gとは？ |
「5th Generation」（第5世代移動通信システム）のことで、現在移動通信の主軸を担っている4G（LTE）に代わる最新の通信システムです。5Gを実現させるためには、以下の4点が求められています。 ①高速・大容量化：現状の20倍以上のトラフィック量対応（10Gbps以上の通信速度実現） |
|---|
| 通信方式 | 通信速度 | 同時接続数 | 遅延速度 | ||
| 5G | 最大20Gbps | 1k㎡内100万台 | 1ms | → | 大容量データに対応するため、 半導体レーザーなどデバイスや素子の送受信の速度を上げるインフラ全体の整備が不可欠になります |
| 4G | 最大1Gbps | 1k㎡内10万台 | 10ms |
■5G通信を実現させるためのレーザー用途
| レーザー用途 | 半導体レーザーにて、電気信号を光に変換させる役割を担い、光ファイバーにて少ない損失で遠方まで、一気に高速にレーザー光を伝送している。 |
|---|
■照明光源
■照明光源用でのレーザー用途
| レーザーとLED比較 | どちらも白色発光を含む原理は同じで、半導体に電流を流すことで発光させます。デバイス構造としては、基本的に同じである。 相違点としては、発光の性質が異なります。レーザーは、LEDと比べるとより狭い発光層の端面から光が出てくるので、発光点が小さく高輝度の光量を出すことができます。 |
|---|---|
| レーザー用途 | 主な照明用途としては、下記の通りです。 ●一般照明：蛍光灯 ●特殊照明：車のヘッドライト（ハイビームに特化） ●ディスプレイ光源：テレビやプロジェクタなど |