ハニカム構造が生み出す新しいレーザー発振現象を発見物質・材料研究機構
物質の性質が系の形状の変化に影響されない「トポロジカル特性」に関する研究が盛んに繰り広げられ，量子コンピューターの実現など，優れた新規機能開発につながることが期待されている。一般的に物質のもつトポロジカル特性は，系の表面や縁に局所的に現れる（バルク－エッジ対応）。それらを利用すれば，抵抗を伴わない電流や欠陥にも散乱されない光・電磁波伝播が実現できる。しかし，トポロジカル特性が，表面や縁だけでなく，系全体の性能の向上に役立つか否かは解明されていなかった。
同グループは，トポロジカル特性を示す発光性半導体フォトニック結晶の周辺を，トポロジカル特性をもたないフォトニック結晶で囲むことで，その境界で光が反射され，中心部に閉じ込められた光モードが増幅する現象を発見した。このアプローチのユニークな点として，フォトニック結晶がトポロジカル特性をもつかもたないかは，三角空孔のハニカム配列をベースに，三角空孔の位置を，ハニカム配列の単位胞の中心からわずかに遠ざけるか，近づけるかで作り分けることが可能である。このデバイスを用いた室温下での光照射レーザー発振は，微小なデバイスサイズにもかかわらず，共振器面に垂直な方向への優れた指向性を示す。さらに，発光閾値などレーザー特性の指標も，IEEEやその他の工業規格を満たすことが確認された。
本研究で示したトポロジカル特性由来のレーザー発振現象は，極小で指向性の優れた固体レーザー光源開発の新たな指針となり，近接場光学顕微鏡や，光渦を利用した光ピンセットなど，ミクロな世界のレーザー技術をはじめ，医療・生命科学技術の革新に大きく寄与すると期待される。
