京都大学と北陽電機は共同で，フォトニック結晶レーザーを搭載した光測距システム（LiDAR）の開発に世界で初めて成功した（ニュースリリース）。

LiDARには，半導体レーザー（光出力増大のため面積を拡大したブロードエリアタイプ）が用いられる。このレーザーはビーム品質の劣化が激しく（＝低輝度），かつ非点収差のために，複雑な外部レンズ系と精密な調整が必要だった。

フォトニック結晶レーザーは，独自のフォトニック結晶構造の活用により，原理的に大面積でも単一モードの動作が可能なため，発振面積を拡大して光出力を増大させても，ビーム品質を劣化させずに、極めて狭い拡がり角のビーム出射（＝高輝度動作）が可能となる。

さらに，規定された波長で動作するため，発振波長幅が狭く，かつその温度変化が小さい。そのため複雑なレンズ系が不要で，かつ光学系の調整が不要になり，小型化・低コスト化が可能となる。

また，拡がり角の狭い円形ビームにより空間的分解能も向上する。さらに狭い波長幅と小さな温度依存性から，狭帯域のフィルタで太陽光等の背景光の影響を極力低減できる。

研究グループは今回，高効率かつ安定動作が可能で作製プロセスの簡略化が可能な，新しい2重格子フォトニック結晶構造を考案・作製した。また，フォトニック結晶の上下に出射した光のうち，下方向の光を上方向へ反射し，一層の高効率化と安定性が得られる構造を導入した。

これらの結果，直径500μmの発振面積のデバイスにおいて，これまでで最も狭いビーム拡がり角～0.1°（以前の1/2程度，ビーム品質～1.2）を実現し，これまでの2倍のスロープ効率～0.8W/Aで，ピーク光出力10W以上（パルス動作）を得ることに成功した。

このレーザーはレンズを用いなくとも，30m先において円形かつ～5cmという狭いビームスポットが得られる（ただし1m以下ではビーム径が小さすぎ見えにくい）。これに対し，通常の半導体レーザーは複雑なレンズ系が必要で，かつビームの形状が乱れているため，ビームを走査した時にスポットに重なりが生じて分解能が低下する。

研究では光出力増大のため，フォトニック結晶レーザーの面積を直径500μmから1mmへと拡大を試みた。大面積かつ単一あるいは極少数のモードで動作するために2重格子フォトニック結晶構造を深化させた結果，～70Wという高ピーク出力，高ビーム品質動作を実現。これにより，100m超級の光測距が期待できるという。

今回，機械式ミラーにより走査したが，研究グループは今後，電気的に2次元ビーム走査可能なフォトニック結晶レーザーを開発することで，非機械式のLiDARの開発も可能だとしている。