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　九州大学最先端有機光エレクトロニクス研究センター（OPERA）の安達千波矢教授らの研究グループは、紫外線励起による世界最長寿命である30ミリ秒（ms） の有機薄膜レーザーの連続発振に成功しました。これは、従来の報告の100倍以上の長寿命化を達成したことになります。そして本研究成果は、将来の“電流励起型有機半導体レーザー”を実現するための重要な一歩を踏み出したことになります。
　有机薄膜レーザーは、无机レーザーでは実现が困难な、可视域から赤外域全域にわたる広范囲の波长を任意に発振できるという有望な特徴があり、将来の光通信やセンシング、そしてディスプレイまで幅広い新しい分野への応用が期待されます。
　本研究における光励起型の有机薄膜レーザーは、有机レーザー活性层と、顿贵叠构造を含んだ光共振器とで构成されます。有机薄膜レーザー発振は、有机レーザー活性层に含まれる有机レーザー分子を紫外线で励起し、それによって発生する吸収エネルギーが発光に変换され、さらに同じ波长の光が増幅された后、光共振器によるフィードバック効果によって起こります。従来のデバイス构造では、有机分子によるレーザー光の吸収や有机レーザー活性层での热劣化および光损失が大きく、有机薄膜レーザーの连続発振时间は大きく制限されていました。
　本研究は、次の3点の条件を揃えることで、30ミリ秒に达する世界最长の连続レーザー発振に成功しました。1点目に、有机薄膜レーザーの発振を阻害する要因の除去に取り组みました。レーザー动作中に蓄积される寿命の长い叁重项励起状态によって、光が吸収されてしまうという重大な课题がありましたが、叁重项励起状态の吸収スペクトルとレーザー発振スペクトルの重なりが十分に小さい有机レーザー分子をレーザー活性层に用いてレーザー光の吸収を减らすことにより解决しました。
　2点目に、热劣化の抑制に取り组みました。有机薄膜レーザー素子の下层基板として放热性に优れた単结晶シリコン基板を、上部保护层として高分子材料を薄く接着したサファイアガラスを用いることでカプセル化し、放热性の问题を解决しました。
　3点目に、光共振器构造として最适化を行った顿贵叠构造を用いることで光损失が抑制され、従来报告されている有机レーザー発振閾値としては最も低い値を実现しました。
本研究成果は、科学技術振興機構（JST） ERATO「安達分子エキシトン工学プロジェクト」の一環で得られました。2017年4月28日（金）午後2時（米国東部夏時間）に国際学術誌Science Advancesにオンライン掲載されました。

紫外线励起による有机薄膜レーザーの発振状态の写真
1次と2次の顿贵叠构造を含有するレーザー素子构造の光学顕微镜像と电子顕微镜像