The Society for Information Display's Display Week 2022

High Power Red Laser Diodes for Display Applications

AlGaInP赤色レーザーダイオードは、1980年代の後半に実用化された。以降、可視光レーザとしてレDVDーザーポインターやレベラー等の視認する為の用途に広く使われるようになった。2005年には、CDに代わる大容量の書き換え型DVD用の光源として660nm帯パルス300mWの製品を開発した。その後、高輝度プロジェクタやAR/VRデバイス等のディスプレイ用途にフォーカスし、より視感度が良好な630nm帯での高出力レーザーの開発・製品化を進めてきた。RGBの各色で数10Wから100Wを超える高出力の光源を必要とするレーザーシネマプロジェクタ向けには、ブロードエリア型のマルチモードレーザーを開発した。引張歪GaInP活性層と75um幅のデュアルエミッタ構造を採用し、25℃パルス動作で、光出力4.5W、WPE 43%を達成し、45℃、3.5Wパルス動作でMTTF 28,000時間の高い信頼性を実現した。また、AR/VRやHMD等のモバイルデバイス向けには、低電流駆動が可能で、光学系との高い結合効率が得られるシングルモードのレーザーを開発した。25℃、200mWでWPE 33%を達成し、ビーム広がり角は、垂直14.2°、水平7°、アスペクト比2.0であった。 
今日、レーザーダイオードは、上記の他にもLidarや各種センシング用途等の様々なアプリケーションに使われるようになっている。レーザーダイオードがキーデバイスとして、今後も新たなアプリケーションの発展に貢献できるものと期待している。



AlGaInP red laser diodes were commercialized in the late 1980s. Since then, along with continued performance improvements, they have been widely used as visible lasers for visible applications such as laser pointers and levelers. In 2005, a 660nm band pulse 300mW product was developed as a light source for high-capacity rewritable DVDs to replace CDs. Subsequently, focusing on display applications such as high-brightness projectors and AR/VR devices, we have been developing and commercializing high-power lasers in the 630nm band, which has better visual sensitivity, for laser cinema projectors that require high-power light sources ranging from several 10W to over 100W for each RGB color, We have developed a broad-area multimode lasers. Using a tensile strained GaInP active layer and a 75um wide dual emitter structure, we have achieved optical output power of 4.5W and WPE of 43% at 25°C pulsed operation. The lifetime of those devices exceeds MTTF 28,000 hours at 45°C, 3.5W pulsed operation. For mobile devices such as AR/VR and HMD, we also developed a single-mode laser with low drive current and high coupling efficiency with optics, achieving a WPE of 33% at 25°C and 200 mW, with a beam divergence angle of 14.2°and 7° , vertical and horizontal respectively. The aspect ratio of the laser diode was 2.0. Today, laser diodes are being used for various applications such as Lidar and various sensing applications in addition to the above. We expect that laser diodes will continue to contribute to the development of new applications as key devices.