電験三種 平成27年度(2015) 理論 問11 過去問解説
次の文章は，半導体レーザ（レーザダイオード）に関する記述である。
レーザダイオードは，図のような3層構造を成している。p形層とn形層に挟まれた層を（ア）層といい，この層は上部のp形層及び下部のn形層とは性質の異なる材料で作られている。前後の面は半導体結晶による自然な反射鏡になっている。
レーザダイオードに（イ）を流すと，（ア）層の自由電子が正孔と再結合して消滅するとき光を放出する。
この光が二つの反射鏡の間に閉じ込められることによって，（ウ）放出が起き，同じ波長の光が多量に生じ，外部にその一部が出力される。光の特別な波長だけが共振状態となって（ウ）放出が誘起されるので，強い同位相のコヒーレントな光が得られる。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ）及び（ウ）に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) （ア）空乏，（イ）逆電流，（ウ）二次
- (2) （ア）活性，（イ）逆電流，（ウ）誘導
- (3) （ア）活性，（イ）順電流，（ウ）二次
- (4) （ア）活性，（イ）順電流，（ウ）誘導
- (5) （ア）空乏，（イ）順電流，（ウ）二次
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正解は(4)
解説
【考え方】レーザダイオードの光り方を、順番に追います。
ポイント：順方向に電流を流す → 活性層で電子と正孔が出会って光る → 反射鏡の間で光が誘導放出をくり返して強くなる
■1 (ア) 活性層
p形層と n形層にはさまれた、光を出す中心の層を、活性層といいます。→ (ア) 活性
空乏層は、電気を運ぶもの（電子や正孔）がいない層のことで、ここでは当てはまりません。
■2 (イ) 順電流
ダイオードを光らせるには、電流が流れやすい向き（順方向）に電流を流します。→ (イ) 順電流
逆電流（流れにくい向き）では、電子と正孔が出会わないので光りません。
■3 (ウ) 誘導放出
光が、別の電子と正孔の再結合をうながして、同じ光をもう1つ出させることを、誘導放出といいます。→ (ウ) 誘導
これをくり返して、そろった強い光（レーザ光）になります。「二次」ではありません。
答えは(4)ピヨ。
出典：平成27年度（2015） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）理論 問11