月刊OPTRONICS

国際会議GFP2007からみたシリコンフォトニクスの課題と展望

東京大学　和田 一実，日本電信電話(株)　山田 浩治

The 4th International Conference on Group ? Photonics(IEEE/LEOS 主催)の国際会議が，2007 年9 月19 日− 21日に都ホテル東京(東京)において開催された。この会議は周期律表第?族元素(特にシリコン)を主材料とするフォトニクスを専門に扱う世界唯一の国際会議であり，2004 年以来毎年開催されている。今回第4 回が東京で開催され，総発表件数は105 件，うち口頭発表50 件(招待講演20 件を含む)であった。

ナノクリスタルシリコン発光デバイス

東京農工大学　越田 信義，B. Gelloz

シリコン超薄膜からの電流注入発光

(株)日立製作所　斎藤 慎一

電子または正孔といった電荷自由度を利用した現在のエレクトロニクスは，高度情報化社会を支える基盤技術として不可欠である。しかし，リーク電流による消費電力の増大などの物理限界や開発費の高騰といった経済的限界から，更なる高性能化が困難になってきており，ロードマップ研究を超えた新概念・新原理に基づくデバイス開発が渇望されている。電荷以外の自由度をLSI(大規模集積回路)に導入する試みとしては，光，スピン，量子位相などの研究が行われている。

シリコン細線導波路とシリコン光機能素子

日本電信電話(株)　板橋 聖一，土澤 泰，渡辺 俊文，福田 浩，山田 浩治

シリコンフォトニクスは，現代社会を支えるLSI(大規模集積電子回路)のプラットフォームであるシリコンを用いて，電子回路の集積化がもたらした高機能，低コスト，低消費電力化の両立を，光回路集積化や光電気融合において実現するポテンシャルが期待されている技術である。シリコンは，電子回路材料として見たとき，トランジスタ等の電子素子の微細化・集積化が進む過程で，微細加工・量産技術が高度に発達し，現在では数十nm の精度で加工したLSI の量産技術が確立されている。

シリコンフォトニック結晶─光ナノ共振器のQ値の増大と動的制御─

京都大学　野田 進

モノリシック光・電子融合システムと基礎技術

豊橋技術科学大学　米津 宏雄

シリコン光MEMS

東北大学　羽根 一博，金森 義明

シリコンはMEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)において主要材料である。MEMSの製作は半導体微細加工に基づいているので，シリコンウエハからデバイスが製作される。LSI と集積でき，信号処理機能を搭載した加速度センサや圧力センサが市販されている。光分野への展開はディスプレイ用のマイクロミラーアレイがよく知られているが，メモリウエハ上に可動ミラーを形成している。光通信用の自由空間型スイッチでは，シリコンのマイクロミラーが用いられる。

CEATEC 2007に見るBlu-ray vs. HD DVD

混迷が続く次世代光ディスク規格だが，今年のCEATECではいよいよBlu-ray，HD DVD陣営ともに普及機を発表してきた。これまで北米を中心として主に再生専用プレーヤを展開してきた両陣営だが，今回は日本市場に必須と言われている録画機を前面に押し出し，本格普及を狙う。この展示会が年末商戦への試金石となるだけに，メーカ各社力を入れたものとなったが，一方で両陣営共に各社の戦略に微妙な温度差があるようで，一枚岩とは言い難くなってきている状況も見受けられた。

急成長するデジタル一眼レフカメラ市場

デジタル一眼レフカメラの売れ行きが好調だ。カメラ映像機器工業会の調査によれば，2003年に80万台程度であったデジタル一眼レフカメラの出荷台数は2006年に520万台を超え，今年は614万台を見込んでいる(図1)。一眼レフカメラは，フィルム時代より世界市場に大きなシェアを誇ってきた日本を代表する工業製品だ。デジタル時代を迎えた今，歴史のある企業が撤退する一方で家電メーカが参入する等，業界の再編が急ピッチで進んでいる。

イノベーション・ジャパン2007開催！ 気になる「光」技術シーズは？

大学の研究成果を紹介し，産業界への技術移転やイノベーションの創出を目指す『イノベーション・ジャパン2007-大学見本市』が9月12〜14日の三日間，東京国際フォーラム(東京・有楽町)において開催された。今年で4回目となる同展示会には257の大学，70の大学知的財産本部，18のTLO，22の大学発ベンチャー企業，46の大学発ベンチャー支援企業，9の研究機関などが出展。

レーザマーカ開発のトレンドは？

インクや有機溶剤を必要とせず，「消えない印字」を実現するレーザマーカ。その適用分野は，半導体を含む各種電子部品やシリコンウェハ，プリント基板，PC・携帯電話のキーパッド類，IDカード類，自動車用各種ボタン類，文房具類，食品・飲料・医薬品向けパッケージ類など幅広い。レーザマーカは，これらのアプリケーションに対してロゴ，ロット番号，シリアル番号，バーコード，2次元コード，写真・図形などを印字するツールとして導入されている。

産業用カメラ総合技術展2007 / ポジショニングEXPO2007 出展各社の見どころ

21世紀を切り開く機能性単結晶の基礎と応用　第7回
アンモノサーマル法を用いたバルクGaN単結晶の育成

カリフォルニア大学，(独)科学技術振興機構　橋本 忠朗，中村 修二

1993 年に窒化ガリウム(GaN)系化合物半導体を用いた最初の高輝度青色発光ダイオード(LED)が実現されて以来1)，GaN 系化合物半導体は様々な発光デバイス，電子デバイスに応用されてきた。現在，青色レーザを除き，実用されているほとんどのGaN系化合物半導体デバイスは，サファイアや炭化珪素(SiC)といった異種基板上への薄膜成長で作製されている。しかしながら，異種基板上へ成長された薄膜中には，貫通転位等の結晶欠陥が多数存在し，発光効率，信頼性，耐圧等の低下を招いている。

まるわかり非線形光学　第15回　磁気と光の関係

(独)科学技術振興機構　黒澤 宏

非線形光学は，光によって分極すなわち物質の光学的性質を変えることだと言えるでしょう。光を使う代わりに電界や音波を使って変えることもできます。前者が電気光学効果であり，後者が音響光学効果です。屈折率が温度によって変化する性質を使って，熱を加えることで光学的性質を変える熱光学効果もあります。これらとちょっと違うのが磁気光学効果です。物質の光学的性質は屈折率で表すことができます。電気光学効果も音響光学効果も物質の誘電率を変化させる結果，屈折率が変化します。

基礎からの量子光学　第23回　量子ゲートの基礎：量子計算における量子操作とデコヒーレンス

慶應義塾大学　伊藤 公平

ワン・ポイント結像光学　第56回　光路長(2)

朝枝 剛

光の波をこの連載の第51 回では静かな池に石を投げ込んだときに生じる水面波と類似させて説明しました。水面の高さの変化は，光の振動の変化に相当します。一様な媒質中での波は第51 回で述べたように時間的，空間的に正弦波状に変化の状態(波動)が伝わっていく現象と考えると次の式のように表せます。ここでW(z,t)はz 方向に進む波のある位置z，ある時間tでの状態です。上の式でω を角振動数と言います。

IT市場ウォッチング　第80回　白色LED市場概観

(株)野村総合研究所　前原 孝章

LEDは，光という非常に基本的な機能を提供し，既存の光源に比べ，高発光効率，低価格を実現できる可能性があることから，想定アプリケーションの幅は非常に広い。中でも高成長領域として挙げられる白色LED市場は，NRI野村総合研究所の試算によると，白色2006 年で約2200 億円の規模にあり，2011 年にかけて年率10%で成長していくと予想される。(試算は各アプリケーションの需要を積み上げる形で行った)これまで，LEDはコストダウンと発光効率の改善により劇的にコストパフォーマンスを改善してきた。

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51回
(社)日本分光学会　赤外ラマン分光部会

大阪大学　橋本 守

赤外ラマン分光部会は，社団法人日本分光学会(www.bunkou.or.jp)の専門部会の一つで，名前のとおり赤外分光(赤外吸収分光)やラマン分光(ラマン散乱分光)に関係する研究者や技術者が集まっている専門部会です。赤外・ラマン分光は，物理学，化学，医学生物学，薬学，工業応用など広い分野で利用されています。赤外分光は，理学応用のみならず，工業利用が盛んで高分子，製薬，食品などの材料・製品観測が広く用いられています。また，ラマン分光は高い空間分解能を生かした半導体素子や有機デバイスの評価等に用いられています。日本分光学会赤外ラマン分光部会は，様々な分野の研究者が集まり議論し，新しい展開を模索する，分野横断的なコミュニティーを提供したいと考え，設立を致しました。また各分野の専門家が様々な観点から赤外ラマン分光の教育・普及活動も行っていきたいと考えています。赤外ラマン分光をご利用の会員の皆様，ぜひ本部会へ参加いただき，ご協力いただけますようお願い申し上げます。

光技術の研究開発・特許動向II／技術別に見る最新情報　第119回　反射フィルター技術

嶋本国際特許事務所　嶋本 久寿弥太

フィルターには，吸収フィルター(フォトクロミックフィルター・液体フィルター)，反射フィルター，干渉フィルターなどがあるが，反射フィルター技術の国際特許分類は，(G02B5 ／ 26)となっている。反射フィルターの特許出願公開をみると，1997年(平成9年)に26件，98年に30件，99年に35件，2000年に56件，01年に57件，02 年に111件，03年に129件，04年に111件，05年に70年，06年に65件となっていて，合計690件となっている。

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HEAD LINE NEWS

TOPIC

▼更なる発展を表明，光ファイバ型防災システムシンポジウム

DATA ROOM

▼ガラス製光ファイバ・ケーブル輸出数量，20ヶ月連続のプラス
▼CCDの生産実績，28ヶ月連続のプラス
▼民生用電子機器国内出荷金額，対前年同月比106.9％の1,962億円
▼FTTHの加入数，1,000万に迫る

PHOTONICS SPECTRA

▼テレコム企業，ECOC2007に集結
▼OSA，Ming Wu教授を表彰

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EVENTS

▼産業用カメラ技術特別セミナー　ポジショニング技術特別セミナー
▼第9回先進レーザー応用技術セミナー 「テラヘルツ電磁波が守る安心して暮らせる社会」
▼NGN時代の光技術・産業懇談会公開ワークショップ「NGNイノベーション」
▼フォトニクスイノベーション・シンポジウム
▼第106回微小光学研究会「超高速光通信と微小光学」
▼第3回 光応用新産業創出フォーラム「光の健康・医療・福祉への応用と新産業の創出」
▼第2回赤外ラマン分光部会シンポジウム「分子振動を利用した生体分子科学研究」
▼第40回光波センシング技術研究会講演会
▼ICPEPA 2008 - International Conference on Photo-Excited Processes and Applications

PRODUCTS INFORMATION

　LSIにおける金属配線の限界を突破するとして光配線が注目を集めています。金属配線で特に問題とされているのが信号の遅延。速く送れないのですから，例えばコンピュータの処理速度を速くすることもできません。一方，光なら高速・広帯域伝送が可能ですから，この二つを融合すればスーパーコンピュータ等の処理能力は格段に向上するはずです。

　代表的な光デバイスである半導体レーザは化合物半導体で作られています。一方のLSIはシリコンで，二つの異なる材料のデバイスを一緒に作れるプロセスがあれば問題を解決できると期待されているのですが，これが非常に難しい。近年注目を集めているシリコンフォトニクスは，まさにこれを実現しようというもので，内外で研究・開発が活発に行なわれてきました。

　昨年9月，インテルはカリフォルニア大学サンタバーバラ校と共同でハイブリッド・シリコン・レーザの開発に成功したと発表して注目を集めました。何せ半導体業界における『巨人』インテルです。金属配線の限界を問題視していた同社では，これまでにもその解決のためにシリコンフォトニクスに関する研究・開発を進めてきました。2004年には1GHz以上の帯域幅を持つシリコン光変調器のデモに成功して，翌2005年にはシリコン変調器を用いて10 Gb/sデータ転送を実現，またシリコンで光増幅を行なってラマン効果によってチップ上で連続発振が可能なレーザを開発し，2006年にはシリコン・ゲルマニウム光検出器のデモにも成功しています。最近では40Gb/s動作のシリコン変調器も発表しています。

　同社が昨年開発したハイブリッド・シリコン・レーザは，インジウム・リンをベースとした利得材料をシリコン導波路上にボンディングしたもの。利得材料の上にプラス電極一つと，その両側に二つのマイナス電極を形成して，電圧をかけるとマイナス電極からプラス電極に電子が流れ，半導体格子内の正孔と再結合して光子を発生，光子はその真下にあるシリコン導波路上に入り，この導波路が共振器になるという仕組みです。

　ボンディングには酸素プラズマを用いて，シリコンウエハとインジウム・リンベースのウエハ表面に薄い酸化膜を形成させ，これが接着剤の役目を果たすというもので，ボンディングの正確な位置合わせが不要で，低コストの量産型製造プロセス用いることができるということです。

　これまでの研究を発表した時点で，既に同社は相当のパテントを押さえていると思われます。シリコンフォトニクスの研究は日本でも行なわれてきましたし，これからもさらに活発化すると思われますが，欧米では最先端のCMOSラインを共同利用ファンドリとして投入する体制も整えつつあるようです。日本にも戦略的な取り組みが求められています。今月号の特集はシリコンフォトニクスの研究・開発の最前線を取り上げました。

編集長　川尻 多加志

12月号 特集 『レーザ加工を科学する』

▼総論　中央大学　新井武二
▼レーザ光と材料の相互作用　長岡技術科学大学　伊藤義郎
▼レーザ穴あけ加工における光学現象と熱流体解析　大阪大学　大村悦二
▼レーザ溶接におけるキーホールの不安定性と溶接欠陥の防止　(独)物質・材料研究機構　塚本進
▼レーザ切断の加工現象　中央大学　新井武二
▼レーザーを用いた光化学的表面改質　東京工業大学　村原正隆
▼レーザーによるガラス内部構造の改質　京都大学　三浦清貴

1月号 特集 『フォトニック結晶ファイバと周辺技術』

▼総論　フォトニック結晶ファイバ技術とその周辺技術の現状と今後の展望　日本電信電話(株) 清水正利
▼次世代光ファイバ　日本電信電話(株) 倉嶋利雄
▼フォトニックバンドギャップファイバの最新動向　日本電信電話(株) 川西悟基
▼フォトニック結晶ファイバの応用　三菱電線工業(株) 田中正俊
▼フォトニック結晶デバイス　日本電信電話(株) 新家昭彦

(都合により，内容に変更のある場合があります。)