電子·光子両状態制御に基づく単峰·狭帯域熱輻射光源の設計

摘要

狭帯域に発光する熱輻射光源は，高効率赤外光源や熱光起電力発電等への応用が期待される．本研究では，量子井戸（QWs）のサブバンド間遷移（ISB-T）による光吸収係数の制御と，2次元フォトニック結晶（PC）スラブによる光共振作用を組み合わせることにより，単峰·狭帯域な熱輻射光源を設計した．設計においては，サブバンド間遷移の吸収帯域における光共振モードの単一化を行い，かつその共振モードにおける吸収レートと放射レートを適切に調整した．その結果，単峰·狭帯域（Q＞100）·高放射率（～0.9）かつ狭放射広がり角（～20°)なスペクトルを有する熱輻射光源の設計が実現した．また，設計光源においては，面垂直方向に一定のピーク強度を得るために必要な入力パワーを異体光源と比較して1／200程度に抑えられることが数値計算により明らかとなった．