月刊OPTRONICS

光エレクトロニクスのニューフロンティアをめざして

大学と企業の共鳴によるイノベーション創出を

東京大学　荒川 泰彦

セキュアライフ・フォトニクスの展開

東京大学　保立 和夫

光通信の第３のパラダイムシフトとそれを取り巻く先端光デバイス

東北大学　中沢 正隆

ガリレオの中指

大阪大学，(独)理化学研究所　河田 聡

自身の25年間を振り返って

京都大学　野田 進

もっとリアルタイムの臨場感を

(独)産業技術総合研究所　渡辺 正信

本格的なブロードバンド＆ユビキタス時代へ

日本電信電話(株)　萩本 和男

ズームアップ!! 光エレクトロニクス市場

転換期を迎えた光エレクトロニクス産業

(株)野村総合研究所　藤浪 啓

ブロードバンド市場とFTTHの将来見通し

(株)三菱総合研究所　二瓶 正

光ファイバの普及とその経済波及効果

(株)情報通信総合研究所　野口 正人，山本 悠介

ガラス非球面レンズ市場の概況

(株)富士キメラ総研　豊田 裕介

光アクセス市場の現状と将来展望

(株)矢野経済研究所　瀬戸 鋼一

インタビュー
ブロードバンド・ゼロ地域を解消する!!

総務省総合通信基盤局電気通信事業部 高度通信網振興課長　江村興治氏に聞く

　FTTHやDSL，ケーブルインターネットといった，我が国のブロードバンドが利用可能な世帯カバー率は2006年6月末時点で94.5％（4,725万世帯）に達していて，このうちFTTHに代表される上り下り30Mb/s以上の超高速ブロードバンドの利用可能世帯カバー率は81％（4,050万世帯）に及んでいます。
　ブロードバンド・サービスの総加入数も2,422万加入に達していて，内訳はDSLが1,449万加入，FTTHが630万5,000加入，ケーブルインターネットが340万9,000加入となっています。これは諸外国と比較しても高い水準にあると言えます。特にFTTHの加入者数では日本は先頭を走っています。1995年，『高度情報通信社会推進に向けた基本方針』の中で2010年を念頭に早期に，き線点までの光化率を100％にするという目標が掲げられましたが，その後の光化は着々と進み，現在では86％にまで達しています。料金の面でも我が国は世界で一番安いという状況です。誰もがより便利に使えるネット環境が達成されつつあると言えるでしょう。ただ，一方でブロードバンド・サービスを全く利用できない市町村が，全国1,843市町村のうち33市町村，世帯が279万世帯も存在しています。・・・(続きは本誌で)

次世代ブロードバンド戦略2010 ―官民連携によるブロードバンドの全国整備―

総務省総合通信基盤局高度通信網振興課

　我が国においては，常時接続・定額制のADSLサービスが開始された1999年以降，本格的なブロードバンド時代が始まり，以後サービスの低価格化・高速化が進んできているところである。FTTHサービスについても，世界に先駆けて2001年に共有型サービスが開始され，現在では伝送速度上下1Gbpsのサービスや，従来のインターネット接続サービスに加え，映像配信，IP電話を重畳したいわゆる「トリプルプレー」に代表される付加価値型のブロードバンド・サービスも提供されている。
　このようなサービスの高度化の中で，ブロードバンド・サービスの加入契約数は増加の一途をたどっており，2006年9月末現在ブロードバンド・サービスの総契約数は2,504万，普及率は全世帯の約49％に達している。特に伸びが顕著なFTTHにあっては，2004年以降，純増数でDSLを上回り，また2005年3月末にはケーブルインターネットの契約数も上回るなど，その契約数は715.4万となり前年度9月末と比較しても約1.8倍の伸びとなっている。・・・(続きは本誌で)

次世代ブロードバンド技術への取組と展望

総務省総合通信基盤局高度通信網振興課

　現在，ブロードバンドは，社会・経済活動を行う上で必要不可欠な社会インフラとなっている。中でも光ファイバは，通信インフラを支える大動脈として，音声，映像，インターネット等のデータを吸収する技術である。また，光ファイバによるサービスは，近年の動画像等のファイル交換のニーズに伴い，その整備が必要不可欠となっている。さらに，ブロードバンド技術については，超高速サービスに対する利用者ニーズに応じて，これまでの光ファイバや広帯域無線システムといった光ファイバ並み，若しくはそれ以上の技術が求められており，これからは，これらの技術に加え，光無線通信や可視光通信など新たな技術を活用し，100Mbpsを超える通信速度を実現する次世代ブロードバンド技術の開発が求められている。・・・(続きは本誌で)

新たな光ファイバ技術の実用化に向けた取組 ―高品質メディア・アクセスネットワークの研究開発―

沖電気工業(株)　牛窪 孝
京都工芸繊維大学　大柴 小枝子

　ユビキタスネットワークの基盤となるインターネットのブロードバンドサービスが急速に普及し，2005年度末のブロードバンド回線の契約数は約2,330万件になっている。ユピキタスネットワークが進展する一方，いわゆる影の部分への対応として，インターネットの安心安全な利用に向けた取組やデジタルディバイド対策が重要となる。
　我が国では，料金・速度の面で世界一のブロードバンド環境が実現されている。一方，採算性の問題から民間業者の投資が期待しにくい地域については十分に整備が進んでおらず，地理的要因による情報格差の解消が課題となっている。
　本研究開発では，加入者系ネットワークにおいて，加入者線収容局から加入者宅まで自由度が高いネットワーク構成が可能な光ファイバ網の構築に必要な技術の研究開発を目的とし，地理的デジタルディバイドの解消に貢献する。・・・(続きは本誌で)

光無線通信技術の実用化に向けた取組(1) ―光無線と光ファイバのフル光接続技術の研究開発―

早稲田大学 カムギシャ カザウラ，大前 和憲，松本 充司，鈴木 敏司

　現在，ブロードバンド通信環境は，社会活動を行う上で必要不可欠な社会基盤となっている。中でも光ファイバ網は通信インフラを支える大動脈であり，急増するトラフィックを吸収するためさまざまな技術開発が行われてきた。そして，FTTHが急速にその加入世帯を増やしつつあり，世界最先端のアクセスインフラ環境が整備されつつある。一方，無線通信技術はユビキタスな通信環境を実現する上で必要不可欠な要素技術である。そして，移動体通信や放送分野などにおいて新たな技術による新世代のサービス展開が始まりつつある。
　しかしながら，採算性や投資効率の面で，光ネットワークの整備が進みにくい地域も多く存在する。さらに，都市部でも光ファイバの引き込めない集合住宅，管路や電柱がなく容易に光ファイバの敷設ができない地域も存在する1）。こうした地域にブロードバンド環境を構築するためには，電波無線システムが有効であるが，光ファイバとのインターフェース，特に通信速度やプロトコル毎に必要な変復調，さらに十分な伝送容量を確保するためには大きな帯域が必要であるが，電波資源の制約などの課題が存在する。・・・(続きは本誌で)

光無線通信技術の実用化に向けた取組(2)　―統合型光無線システムの研究開発―

大阪大学　小牧 省三，塚本 勝俊，若森 和彦
早稲田大学　松本 充司，鈴木 敏司

　現在，急速なFTTHの進展，携帯電話サービスの拡充，地上デジタル放送の開始など通信放送環境は大きく変化しつつある。一方，採算的にこうしたサービスが提供されにくい地域も多数存在する。また都市部においても，容易にファイバを敷設できない地域や既設で光ファイバの引き込めないビルや集合住宅も多く存在する。このため，柔軟なブロードバンドネットワークの構築やこれに資する技術の開発が求められている。さらに，ユビキタスネット社会の構築に重要な携帯電話や無線LANサービスのための無線基地局の迅速かつ効率的展開に対する要求が高まってきている。
　こうした要求に対して，無線システムは有効な手段であるが，現状では，各ブロードバンドサービスはそれぞれ別の無線システムで提供されており，これらのブロードバンドが整備されていない地域（整備主体は地公体とならざる得ない）での整備には多大なコストと時間が必要となる。また，都市部では無線周波数が逼迫しており必要な帯域を確保できないといった課題もある。・・・(続きは本誌で)

可視光通信による統合型光無線システムの研究開発

慶應義塾大学　春山真一郎，松本佳宣，中川正雄

　目に見える可視光を用いて情報を伝達する方式が近年注目を浴びている。明かりが必要な所で利用する照明器具を用いて通信を行う可視光通信は，ユビキタス（偏在的）でしかも人間の目で見える通信という，今までの電波や赤外光を用いた通信にない特徴を持った新しい通信手段として期待されている。可視光LEDの発光効率は近年急速に向上してきており，従来の電球の発光効率が約 20 lumen/watt（ワットあたりのルーメン），蛍光灯の発光効率が60から100 lumen/watt であるのに対し，可視光LEDは2006年には50から100 lumen/watt程度のものも発表され，他の照明器具と同等の発光効率に到達している。
　また，照明器具等に電力を供給する電力線を用いて情報を送信する電力線通信（PLC：Power Line Communication）とも相性が良く，電力線で電力と信号を送信し照明器具からそのデータを空間に送出することも可能である。電力線通信は，既設の電力線に交流の電力信号よりも高い周波数の信号を重畳させて，電気のコンセント等でデータ通信を行うものであり，2006年秋に解禁された高速電力線通信は，利用周波数帯を2MHz〜30MHzに広げて数十Mbps程度のデータ通信を可能にする。電力線通信の利点は既設の電力線を利用するため，通信を行うために工事をする必要がなく電源プラグを差し込むだけで利用することが可能であり，ホームネットワークの構築を容易に実現することが出来る点等が挙げられる。・・・(続きは本誌で)

ブロードバンド利活用イメージ

総務省総合通信基盤局高度通信網振興課

　宮崎県木城町は，宮崎県のほぼ中央に位置し，人口約5,700人，面積約140km2の町である。
　東西24km，南北6kmという帯状の地形をなし，平野部である町の南部と山岳地帯である町の北部に分けられる。町の中央を北西から南東に向かって流れる川に沿って居住地区があり，そのうち人口の約7割は町の南部にある平野部に集中しているが，人口減少，高齢化が進みつつある。
　産業は，その84％が山林原野であることから農林業が中心となっている。
　木城町では，平成15年度まで，町内における情報通信環境としては一部の地域でISDNが利用できるに過ぎず，またオフトークが利用されており，インターネットに接続するためには特別のルーターを購入する必要があった。また，不採算地域等の理由により，民間通信事業者によるADSLサービスやFTTHサービスの提供の見込みがなく，デジタル・ディバイドの解消が困難な状況であった。・・・(続きは本誌で)

まるわかり非線形光学　第5回 非線形光学結晶を理解するための結晶学

(独)科学技術振興機構　黒澤　宏

　非線形光学材料は，有機化合物，無機化合物，形状も単結晶，薄膜，導波路などといろいろあります。非線形光学材料がもっとも活躍するのがレーザー光の波長変換ですので，非線形感受率の大きな材料が望ましいのですが，その大きさだけでは決まりません。第一にレーザー光と波長変換された光の波長域において透明であること，位相整合が満足される条件があること，もっと前に大事なことは適当な大きさの結晶が育てられることです。無機材料は，結晶の成長も含めて古くから研究されており，また，大きな非線形光学特性を設計できる利点を活かして，多種多様な有機材料も研究されてきました。さらには，特殊な目的のために金属微粒子を混在させたガラスなども研究対象になってきました。今回から，非線形光学材料について勉強しますが，現時点で実用に供されているのは無機単結晶が最も多いことから，その手始めに結晶について勉強します。レーザー光の波長変換にとって，最も重要な点が位相整合条件でしたので，結晶の対称性から勉強します。今回のキーワードは「結晶格子」と「結晶点群」です。・・・(続きは本誌で)

進め!! 日本のイノベーション　第5回 イノベーションとベンチャー精神

大阪市立大学　前田　昇

　イノベーションは日本では「技術革新」と訳されているが，これは間違いでInnovation本来の意味は技術を伴わない変革も含めた大きな意味での「変革」を意味している。中国語では「創新」と訳されていて真意を伝えた訳語だと思われる。コンピュータも日本語訳は「電子計算機」であるが今やコンピュータは計算機を完全に超越していてこれもよい日本語訳とは言えない。中国語では「電脳」でありこれもうまい訳である。さすが漢字の母国だけあって本来の意を伝える言葉に訳されている。
　タイヤのグローバル企業であるブリヂストンは85年前のイノベーションがその後の大きな躍進のきっかけとなった。ブリヂストン創業者の石橋正二郎は仕立物屋であった1920年に31歳で日本古来の足袋と西洋から来たゴムを結合させた地下足袋でイノベーションに成功し，現在のブリヂストンの基を創った。これは技術革新というよりは異なる物質の新結合によるイノベーションである。
　群馬県のホットランド佐瀬社長は1997年に今までにないカリッとした「たこ焼き」を開発し，築地銀だこチェーン300店以上を展開し地域一番店からマクドナルドに負けない世界一を目指している。ローテクではあるがこれも立派なイノベーションである。・・・(続きは本誌で)

基礎からの量子光学　第13回 強度相関関数とアンチバンチング

大阪大学　小芦雅斗

　光は古典論ではマックスウェルの方程式に従う電磁波の一種であるが，量子論においては光子と呼ばれる粒子としての性質も併せ持つと考えられている。この光子を検出する測定器は，「光子検出器」と呼ばれるが，実はほとんどの場合，この測定器の検出のメカニズムは光を波として扱う半古典論で正しく記述できる。半古典論で取り扱えないような観測データは，光の非古典性を直接示していると考えられる。光子検出器による光の強度相関の測定において，光子検出の直後に次の検出が起こりにくくなる傾向はアンチバンチングと呼ばれ，光の非古典性を示す典型的な例である。このような光は光子レベルで強度のゆらぎを抑えて規則性を持たせた光であり，レーザー光を凌ぐ安定化光源としての応用が期待されている。
　非常に弱い光の検出には，ガイガーモードのアバランシェフォトダイオード（APD）や光電子増倍管（PMT）などが用いられる。どちらも基本的な動作原理は変わらない。例えばAPDでは，受光面に光が当たると伝導帯に電子が1個打ち上げられる。・・・(続きは本誌で)

IT市場ウォッチング　第70回　エレクトロニクス産業のパラダイム変化の予兆

?野村総合研究所　藤浪　啓

　エレクトロニクス産業は2015年に向けてパラダイム変化を迎えるとの指摘が最近増えてきた。デジタル化とソフトウェア化の進展による破滅的な価格破壊の進行，中国市場の更なる拡大，環境エネルギー問題の高まりによるモノ作りに対する制約，など様々な要因が指摘されている。しかし，エレクトロニクス産業の成長に最も大きなインパクトを及ぼすのはムーアの法則の限界であろう。エレクトロニクスの成長は基本的にムーアの法則に支えられてきたといっても過言ではない。デザインルールを微細化することによりウェハからのチップの取れ数を増大させ，チップの価格性能比の向上（セットメーカーにとってのコストダウン）とウェハ当たり単価の向上（半導体メーカーにとっての売価アップ）を両立させるスケーリング則があったからこそ，エレクトロニクス産業はここまで発展してきたといえよう。・・・(続きは本誌で)

ワン・ポイント結像光学　第46回　レンズの瞳

朝枝剛

　結像において点光源の像が理想的な点にならないことがレンズによる画像の劣化原因でした。そこでレンズの良し悪しは点光源の像がどうなるかで評価できることがわかりました。理想的なレンズがあるとするとその像点は点光源（物点）と同じように理想的な点（位置だけがあって面積の無い点）になります。しかし実際のレンズでは図1のように広がった像になります。この広がりがレンズによる像の劣化の原因です。
　そこでレンズのOTF（Optical Transfer Function:光学伝達関数）を計算で求めるには点像がどのような形に広がっているかをまず計算して次にその分布（点像強度分布：Point Spread Function）をフーリエ変換すれば求められることになります。この計算には 結像をどのような物理的な現象として取り扱うかによって基本的に二つのアプローチがあります。・・・(続きは本誌で)

光の研究コミュニティ −技術進展を支える光関連研究会／グループ−　第41回
日本液晶学会　液晶ディスプレイフォーラム

長岡技術科学大学　木村宗弘

　フラットパネルディスプレイ市場の隆盛は改めて語るまでもありませんが，液晶テレビや携帯電話・ノート型パソコンの普及によって，液晶ディスプレイ（LCD）と向き合わない日は無い程，日常生活に密接な電子デバイスとなっています。現在トピックとなっている有機電子デバイスという観点から見ても，最も成功した有機電子デバイスといえるでしょう。
　日本液晶学会は，ディスプレイに限らず，液晶に関わるすべての研究者・技術者・学生にとってのコミュニティーとなるべく，1997年9月に設立されました。ひと口で“液晶研究者”といっても，デバイスとしてのLCDを研究する方もいれば，液晶の合成を研究する方や，生体膜の研究をする方など，さまざまな分野の方がおられます。そこで日本液晶学会は，全ての液晶に関わる分野の方の受け皿として存在し，学会の中に各分野の方の寄り所となる“フォーラム”が設けられました。現在は6つのフォーラムがあります。・・・(続きは本誌で)

光技術の研究開発・特許動向?／技術別に見る最新情報　第113回
ホログラムメモリ

嶋本国際特許事務所　嶋本久寿弥太

　3次元像を作る写真技術のホログラフィ技術を用いて光メモリを作るが，これらの光メモリをホログラムメモリとされている。
　ホログラムは，記録すべき情報の被写体パターンからの物体光と，基準となる参照光とを記録媒体上で干渉させ，干渉パターンの形で記録したもので，ホログラムに情報を集積して記憶させ，レンズで小さく集約して記憶素子として利用するもので，光学的に作る方法と，コンピュータで直接作成する方法が知られている。
　ホログラムメモリの分野では，被写体パターンからの物体光をフーリエ変換した後，参照光と干渉させて記録したフーリエ変換形ホログラムが多く用いられている。
　ホログラムをメモリに使う研究は，1966年にIBMのビトルス，V．Aによって提案され，ついで1967年に米国のベル研究所のスミス，F．M，1968年にベル研究所のアンダーソンが相次いで発表された。・・・(続きは本誌で)

フラットパネルディスプレイメーカ，東欧進出の光と影

　LCD/PDPテレビを製造する日本のフラットパネルディスプレイ（FPD）メーカの東欧進出が目覚ましい。
　これらLCD/PDPテレビメーカ各社は今年，一斉に東欧での生産拠点の設立を発表した（表1）。いずれも年産100万台以上もの規模を誇り，来年中の稼動を計画している。これら以外にも，CRTテレビではあるが，松下電器産業が一足早い1996年に生産工場をチェコに設立している。
　東欧進出にメーカ各社が足並みを揃える理由とは何か。東欧各国，特に今回メーカ各社が進出を決めた，チェコ・スロバキア・ポーランドの3国におけるビジネスのメリットとリスク/デメリットについて考察してみる。・・・(続きは本誌で)

NA値1.0以上の超高解像度時代の幕開け！露光装置は何処へ行く？

　半導体集積回路の微細化に伴って進化する露光装置。その開発は，波長365nmのi線露光装置→248nmのKrF露光装置→193nmのArF露光装置へと進んできた。現在量産されている線幅90nmでは，波長193nmのArFエキシマレーザを光源とした露光装置によるドライ露光プロセス技術が用いられている。
　ITRS（International Technology Roadmap For Semiconductors）によれば，2007年にも線幅65nmの量産が始まるとされている。これ以降についても，そのプロセス技術の開発が着々と進められているわけだが，特に線幅45nmのプロセス技術で有力視されているのが，液浸露光だ。光源にはドライ露光プロセス技術と同様，ArFエキシマレーザが採用されるが，ドライ露光が大気中で行なわれているのに対し，液浸露光では投影レンズとシリコンウエハとの間に純水などの液体を満たして行なう。そのメリットは，光源の波長を短波長化させることなく高い解像度（NA）が得られることだ。大気中での露光では0.9のNA値が物理的な限界とされているが，こうした液体を満たすことによってNA値を1.0以上に引き上げることができるという。・・・(続きは本誌で)

指紋認証は安心？

　バイオメトリクス認証市場が好調だ。矢野経済研究所のレポート「2006年版 バイオメトリクス市場に関する調査結果」によれば，2006年度の市場規模は235億円にのぼり，4年後の2010年度には416億円に達する見込みだという。
　2006年度の各認証方式別シェア予測は，数量ベースでみると指紋認証が圧倒的に多く，以下署名*，静脈となっている。ただし，金額ベースでは，単価の高い静脈認証が逆転し，指紋を僅かに上回る。その他の方式は数字としてまだ小さく，マーケットとしては黎明期にあることが伺える。・・・(続きは本誌で)

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HEAD LINE NEWS

DATA ROOM

PHOTONICS SPECTRA

CALENDAR

EVENTS

▼日本光学会 第33回冬期講習会　光診断と光治療の最前線
▼JOEM技術研修会　2007光エレクトロニクス技術研修会 −先端光技術の基礎と応用−
▼レーザー学会 第358回研究会　レーザー計測その他
▼第15回 フォトニックデバイス・応用技術ワークショップ　光が創る新たな潮流
▼能開大 民間等能力開発指導者研修 ブロードバンドネットワークと光ビジネス
▼OFC/NFOEC 2007 (Optical Fiber Communication Conference / National Fiber Optic Engineers Conference)

Zoom in USA

第42回　ブラックフライデーとブルーレーザ

東門 元二

PRODUCTS INFORMATION

　新年明けましておめでとうございます。旧年中は大変お世話になりました。25周年を迎えた月刊オプトロニクスを本年も何卒よろしくお願い申し上げます。

　さて，光デバイス関連の重要なプロジェクトとして注目を集めてきた「フォトニックネットワーク技術の開発」が2007年3月末で終了するということで，NEDOからプロジェクトを委託された光産業技術振興協会主催によって，その最終成果報告会が高輪プリンスホテルで開催されました。

　このプロジェクトは実用化時期という観点からテーマが二つに分かれていて，その一つが5〜7年後の実用化をターゲットとしたフェーズ1の「超高速／大容量電子制御型波長多重光スイッチノードデバイスの開発」，もう一つが10年後を見据えたフェーズ2の「次世代光スイッチノード実現技術」となっています。

　双方ともに，これまでに注目される成果を数多く上げてきました。フェーズ1では，開発デバイスをもとにしたサブシステムを，2006年9月にフランス・カンヌで開かれたECOCで動態展示して，各国から大きな注目を集めたということです。日本のプレゼンスを強く世界に示すことができたのではないでしょうか。米国で3月に開催されるOFCでも同様の展示と報告会を開くそうです。プロジェクトに参加された企業には今後，実用化を強力に進めていただいて，結果として競争力の向上に繋げていただきたいと思います。

　通信ネットワークはもちろんですが，システムの高度化にはそれを実現するための先端的なデバイスが必ず必要です。ただし，今は日本企業が一人勝ちできるような時代ではありません。国際的な企業間競争が激しい現状では，システムに必要とされる幾つものデバイスを1社で研究開発するのも難しい状況です。そこで産学官が連携した研究開発が重要になってくるわけで，ナショナルプロジェクトの意義もそこにあると思います。今回のプロジェクト以降の光デバイス関連の新たなプロジェクト実施に期待したいところです。

　今月号の特集では，総務省の推進するプロジェクト「次世代ブロードバンド戦略2010」を取り上げました。2010年度までにブロードバンド世帯カバー率を100％にするとともに，双方向30Mb/s級以上の次世代ブロードバンドの世帯カバー率を90％以上にするために基盤整備を全国で実施するこのプロジェクトにも期待するところ大です。本企画にご尽力いただきました総務省総合通信基盤局電気通信事業部高度通信網振興課の皆様方，有り難うございました。

　この他にも，今月号では新春特別企画として我が国の主要シンクタンク・市場調査会社の方々に光エレクトロニクス関連の市場を展望していただきました。また25周年記念として，光エレクトロニクス分野において指導的立場にいらっしゃる方々からご提言をいただきました。先月号と同じで，もっと多くの方々のご意見を掲載したかったのですが，ページ数の関係もあり断念したことをお断りしておきます。

編集長　川尻 多加志

特集「注目!! 光ナノテク最前線」

▼総論
▼フェムト秒レーザーによる「ナノガラス」の実用化展開−「三次元光デバイス高効率製造技術」−
▼フェムト秒レーザを利用したナノ・マイクロ構造の形成
▼超短パルスレーザーによるナノ構造の形成とその応用
▼フェムト秒レーザーによる微細加工でのダイナミクス
▼テラヘルツが切り開くマテリアルサイエンス
▼ガラス材対応三次元ナノ構造インプリンティング技術とその応用

(都合により，内容に変更のある場合があります。)