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月刊OPTRONICS

月刊オプトロニクス表紙 光技術関連業界の最新情報が満載の月刊OPTRONICS。
技術者,研究者の方はもちろん,光に携わる方は是非ご購読ください!
 
2008.4 vol.27 No.316
進化を続ける面発光レーザ

総論 面発光半導体レーザ誕生30年

東京工業大学 小山 二三夫

半導体レーザの室温連続発振が実現されてから,約37年が経過し,光通信や光ストレージ用光源として大きく成長し,我が国はこの分野を先導してきた。モード制御,高信頼化,長波長化,可視光レーザ,波長制御,集積化技術,量子井戸レーザ,面発光レーザ,高出力化,青色半導体レーザなど,新しい技術課題がその時代時代で克服され産業化をもたらしてきた。半導体レーザは,結晶工学,電磁気学,電気伝導,量子力学などの広い学問分野が基盤となっており,最先端の教育の観点からも大学で手がける研究テーマとして相応しい。面発光レーザは,伊賀健一東京工業大学学長の発明からちょうど30年を迎えた。面発光レーザは,消費電力が小さい,2次元アレイ化が可能,ウェハ単位での性能試験が可能であるなど,従来構造の半導体レーザに比べて多くの利点があり,現在,ギガビットイーサネットなどの光LAN用の光源として急速に実用化が進められた。さらに,現在の短距離系ネットワークの光源として中心的な役割を果たしている面発光レーザも,最近ではレーザマウス,高精細カラープリンタに搭載されて,スーパーコンピュータや携帯電話の中の光配線用光源としての研究開発も進められ,以前では想像もできなかったような応用面での実用化が間近である。80年代から研究に関わってきた者としては感慨深い。昨年12月17日,18日に東京虎ノ門パストラルホテルにて,面発光レーザの生誕30周年を記念して,国際シンポジウムを開催した。これは,平成19年度からスタートしたグローバルCOE プログラム「フォトニクス集積コアエレクトロニクス」の主催で企画された。この分野の発展を長年支えてきた主要な研究者が,国内外からほぼ一同に会した一大イベントとなった。以下に,そのプログラムと会議の様子を紹介する。・・・(続きは本誌で)

並列光リンク用GaAs系面発光レーザアレイ

富士ゼロックス(株) 植木 伸

インターネットの情報トラフィック量は急激に増大し続けており,幹線系,アクセス系はもちろんのこと,都市内ネットワーク,ローカルエリアネットワークの各層においてもボトルネックの解消が喫緊の課題である。2002年にIEEE802.3ae,すなわち10 ギガビット・イーサネット(10GbE)の規格が標準化されたものの,6 年後の現在,早くも100GbE の規格策定作業が進められている。長距離ネットワークの分野では波長分割多重化技術等による大容量化が実用段階にあるのに比べ,短距離ネットワークに適用するには割高であり,経済性,拡張性に優れた新たな技術開発が待たれている。・・・(続きは本誌で)

長波長帯面発光レーザの開発

古河電気工業(株) 清水 均,影山 健生,高木 啓史,岩井 則広,今井 英,川北 泰雅,築地 直樹,粕川 秋彦

超高速面発光レーザ

日本電気(株) 阿南 隆由

面発光レーザ(VCSEL)は,端面発光型の半導体レーザに比べて活性層体積が一桁程度小さいので,数mA程度の小さな電流でも非常に高速な応答ができる。また,この動作電流が小さく低消費電力であることと,基板から垂直にレーザ光を取り出せるという特長から,高密度かつ大規模なアレイ実装が可能となる。この高速性と高密度アレイ化により,従来の電気配線では困難な大容量伝送を実現することができる。このため高速で動作するVCSEL は,高速なルータやスーパーコンピュータ内の大容量光インターコネクション向け2)のほか,100 ギガビット(Gbps)級の光LAN 用の光源としても大いに期待がもたれている。・・・(続きは本誌で)

フォトニック結晶面発光レーザの進展

京都大学 野田 進

良く知られるように分布帰還型半導体レーザは,1次元の回折格子が半導体レーザ中に設けられ,前進する波は,この回折格子によりブラッグ反射を受け,逆方向に回折される。その結果,前進波と,後進波が結合して,定在波が発生し,共振器が形成されることになる。これは,1次元フォトニック結晶のバンドギャップの両端であるバンド端で共振器損失が最も小さくなり,発振可能な状態を与えることに相当する。この考えを,2次元格子をもつフォトニック結晶へと展開させると,2次元面内でのブラッグ回折によるいくつかの光波の結合を利用して,2次元面内全面に亘る定在波状態を構成することが可能となる。・・・(続きは本誌で)

光産業国内生産額,2007年度見込みは4.0%増,2008年度予測は6.4%増

光産業技術振興協会では,1980年度以来調査を続けている光産業国内生産額統計について,2006年度(2006年4月〜 2007年3月)の実績と2007年度の見込み,および2008年度の予測を発表した。2006年度の実績は,7兆8,648億円(成長率4.3%)と昨年度の減少から増加に転じた。FTTHの急速な普及により情報通信分野が好調だったほか,レーザ加工分野とセンシング・計測分野も,自動車・半導体業界の好況に支えられていずれも二桁成長となった。・・・(続きは本誌で)

需要逼迫! 注目を浴びる太陽電池の最新技術動向

国際的な環境意識の高まりの中,太陽電池の需要が逼迫している。太陽電池で発電した電力を電力会社が固定価格で買い取ることで,太陽電池に対する投資を回収できる売電制度(フィードインタリフ)が,ドイツをはじめとする各国で始まっており,その市場は年率30% と猛烈な勢いで成長している。富士経済の調査によれば,2006 年度に7,571 億円であった太陽電池世界市場は,2010 年度には2 兆7,716 億円までに拡大するという。・・・(続きは本誌で)

ナノテクノロジーを支える注目の光技術

我が国の科学技術政策の中で重点研究推進分野の一つに掲げられているナノテクノロジー。その応用はエレクトロニクス分野,環境・エネルギー分野,バイオ・医療分野など多岐にわたる。光技術分野も例外ではなく,ナノテクノロジーが光通信,光メモリ,ディスプレイなどの研究・開発に応用されるケースも少なくない。一方で,光技術をナノ領域における加工や計測の基盤技術として応用するといった展開も進んでいて,様々な技術アプローチから研究・開発が進められている。・・・(続きは本誌で)

特別企画

OPTRONICS WORLD

レーザーEXPO2008/レンズ設計・製造展2008/光ファイバ総合技術展2008
各社出展製品

発明・発見・ものづくりと日本的統合力を推し進める!!

東京工業大学 伊賀 健一学長に聞く

連載・シリーズ

IT市場ウォッチング 第85回 情報サービス産業のグローバル展開

(株)野村総合研究所 藤浪 啓

情報サービス産業が成熟フェーズに入ったことは本コラムで何度か紹介してきた。08 年下期を目処に活況を呈していた金融セクターの情報化投資が落ち込み,業界全体として厳しい環境が到来することが予想される。日本の情報サービスに対する需要の伸びが鈍化することから海外市場の開拓の必要性が高まりつつある。エレクトロニクスに比較すると日本のIT 産業の国際的な位置づけ(シェア)は相対的に低い。日本のIT 産業の国際競争力向上は重要な政策課題のひとつであり,経済産業省の「IT化の進展と我が国産業の競争力強化に関する研究会」などに代表されるように近年活発な議論が繰り広げられている。

事例に学ぶ光・電子分野の知的財産 第4回 特許権の侵害とは

職業能力開発総合大学校 西澤 紘一,(独)雇用・能力開発機構 千葉センター 櫻井 博行

特許法全条文(1〜204条)を対象に文字列「特許権」で検索すると当該文言が存在する条文は22箇条ある。ただ,この中に「特許権とは何々をいう」との定義規定はない。よって特許権とは如何なる権利かは,特許権の効力を規定する68条等より解釈することになる。そうすると,特許権とは権利者(ここでは特許権者)が,自己の特許発明(特2条2項)の業として実施(2条3項)を独占・排他的に為すことができることを内容とする権利,ということになる。・・・(続きは本誌で)

発明・特許のこぼれ話 第4回 アール・ヌーヴォーの世界

SMK(株) 鴫原 正義

産業革命は18世紀から19世紀にかけ,イギリスを起源としてヨーロッパに広がりました。この変化は機械でモノを作る傾向に拍車を掛け,その結果製品が均一化されると同時に安易なものが巷に出回る事にもなります。このような背景の反動として“手作業による芸術性を求める"アール・ヌーヴォー様式が生まれました。アール・ヌーヴォー(Art Nouveau)とはフランス語で「新しい芸術」という意味です。1880年頃から1910年頃に全盛を迎えた美術様式で,一部にはジャポニスムの影響も受けています。・・・(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56回 (社)日本分光学会 高分解能分子分光部会

東京大学 遠藤 泰樹

高分解能分子分光部会は,レーザー分光や,マイクロ波分光,フーリエ変換赤外分光などの高分解能分光の手法を用いて,主として気相の分子の分光を行う研究者の情報交換,研究支援を行うことを目的として設立された部会です。実は,この部会の設立以前から,分子分光学の分野で大学院生や若手の博士研究員に充分な時間を取って口頭発表と議論の場を提供できないかという議論がありました。そこで,いくつかの研究グループが中心になり,第1回の分子分光研究会が,招待講演2 件を含めた講演件数約30件,参加者100名余りという規模で2001年11月に東京大学の駒場キャンパスで開催されました。・・・(続きは本誌で)

21世紀を切り開く機能性単結晶の基礎と応用
第12回 パワーデバイス用SiC単結晶基板の現状と開発動向

新日本製鐵(株) 大谷 昇

地球温暖化やエネルギー資源の高騰が進むなか,省エネルギー技術の開発が喫緊の課題となっている。なかでも,電気エネルギーの高効率利用は重要な課題で,情報通信,電力,自動車,家電機器など幅広い分野で使用されているパワーエレクトロニクス素子の低損失化は極めて重要な課題となっている。しかしながら,現状のSi パワーデバイスでは,その物性限界から今後大幅な性能向上が見込めないため,パワーデバイス用材料として優れた物性を有する炭化けい素単結晶に大きな期待が集まっている。・・・(続きは本誌で)

基礎からの量子光学 第28回 光の保存と再生

東京工業大学 上妻 幹旺

様々な量子系の中で,状態を測定する方法が最も確立しているのは,恐らく光であろう。光子検出器は真空には不敏感であり,かつ光子数を見極めることができないthreshold detectorでしかないが,これを利用した強度相関測定を行うことで,対象となる光場が古典的状態にあるのか,あるいは量子的な状態にあるのかを明確に決めることができる。仮に原子に対してthreshold detectorに相当する検出器を構築しようとしたならば,真空装置内に高いQ値をもつ微小共振器を挿入してCavity QEDを行う,あるいは対象となる原子を準安定状態にする,といった極めて複雑かつ高度な技術が要求される。・・・(続きは本誌で)

USA Today 第4回 今年のOFCはサンディエゴ

Optomarketing USA 中島 和宏

この業界にいると毎年の初めから,日本風に言えば正月明けから落ち着かないというか,忙しいと感じる。展示会や学会が目白押しとなるからである。例えば,光学分野だけでも,日本で開催されるインターネプコン併設のファイバーオプティクスEXPO,今年は参加者13,000人以上を集めたと聞いている。続いて北米最大の光学系イベント,先月ご報告したPhotonics West が開催されると,翌月にはすぐOptical FiberCommunication Conference & EXPO(OFC)がやってくる。この原稿をしたためている締切り間際はちょうど開催前夜といったところである。・・・(続きは本誌で)

光技術の研究開発・特許動向II/技術別に見る最新情報 第124回 ホログラムメモリ

嶋本国際特許事務所 嶋本 久寿弥太

三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。・・・(続きは本誌で)

技術士PLAZA 第4回 技術士のコラボレーションが技術立国を救う

東京都技術アドバイザー 柴田 義文

昨今の新聞を賑わす品質問題・安全問題は日本の技術立国を危ういものにしている。戦後日本の製造業はデミング氏にPDCAの品質管理のサイクルを教わって,現場主義でQCサークルを実施し品質を日々改善して高度成長期を迎えた。QCストーリーは現場発の統計管理による改善活動として,現場主義が日本の製造業を支えてきた。そして明治以来の欧米に追いつけ追い抜けの精神で勤勉に技術を磨いてきた結果,いつのまにかカメラや自動車は日本がナンバー1 になっていた。そこで欧米は大挙して日本の製造現場を見学に来た結果,品質管理を教えたのは自国の人間だったとびっくりした。・・・(続きは本誌で)


HEAD LINE NEWS

DATA ROOM

▼発光ダイオード輸出量,24ヶ月振りのマイナス
▼CCDの生産実績,33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111.0%の1,830億円

PHOTONICS SPECTRA

▼Corning,ガラス基板工場を拡大
▼Cree,1億340万ドルでLLFを買収

CALENDAR

EVENTS

▼精密の日
▼19th International Conference on Optical Fibre Sensors(OFS)
▼CLEO/QELS 2008
▼第8回ボリュームホログラフィックメモリ技術研究会「大容量化へ向けた各種技術の進展(仮)」
▼第15回微小光学特別セミナー「微小光学の基礎と発展」
▼ODF'08 Taipei
▼第41回光波センシング技術研究会講演会
▼第14回光集積回路欧州会議(14th European Conference on Integrated Optics:ECIO'08)

PRODUCTS INFORMATION

今月のコメント

 今の東京工業大学の伊賀健一学長が面発光レーザを発明してから30年という月日が経ちました。面発光レーザは低消費電力で2次元アレイ化が可能,さらにウェハ単位での性能試験が出来るといった優れた特徴を有しています。応用としても光LANに用いる光源としての実用化が進み,最近ではパソコンのマウスやカラープリンタにも搭載されるようになりました。今後はスーパーコンピュータや携帯電話の光配線用光源への適用も期待されていて,その研究開発が活発に行なわれています。

 今月号の特集では生誕30周年を迎えたこの面発光レーザの最新の研究開発にスポットライトをあてました。また,巻頭インタビューでは「面発光レーザの父」伊賀学長にご登場いただき,研究領域における大学の役割や東工大の取り組みの他,面発光レーザの今後の展望等についても伺いました。

 光関連の業界で再編とも言えるような動きが活発化しています。先月号のこのコーナーでも取り上げましたが,ポストDVDでは東芝がHD DVD撤退を表明して,Blu-ray Discへの一本化の流れが確定しました。

 フラットパネルディスプレイ業界においても動きが見られます。ソニーとシャープは液晶ディスプレイパネルとモジュールを生産する合弁会社設立に基本同意しました。一方,東芝は保有する液晶ディスプレイパネル生産会社,IPSアルファテクノロジの株式を松下電器に売却,今後はシャープからパネルの供給を受けると発表しました。このIPSアルファテクノロジを子会社化する松下電器は液晶ディスプレイで日立,キヤノンと連合を組むとしており,日立とはプラズマ・ディスプレイ・パネルの相互供給契約も締結しています。さらに,パイオニアはプラズマ・ディスプレイ・パネル生産から撤退して今後,松下電器からパネルを調達,液晶ディスプレイパネルはシャープから調達する計画です。

 携帯電話の業界でも今年の1月,三洋電機が端末事業を京セラへ売却すると発表して,3月には三菱電機が撤退を表明しました。ソニー・エリクソンはNTTドコモ向け端末の商品化計画を一部見直す(撤退報道に対するコメント)としています。この業界では,これまで10社を超える国内メーカーが国内市場で競ってきました。グローバル化が進む中,様々な分野において世界市場で生き残れるのは上位2,3社とも言われますが,国内だけでこれだけの企業があったら,0円端末を可能にした料金体系と販売形態が変わる今後はますます利益を上げるのが難しく,ましてや世界市場で攻勢に打って出る余裕などないでしょう。

 かつての日本には都市銀行が15行もありました。当時は護送船団方式で1行も潰さないという方針でしたが,バブル経済崩壊による不良債権処理のため,結局は3大メガバンクに統合されました。統合せずに15行がそれぞれ単独で生きる道を取っていたらどうなっていたでしょうか。

 光技術を含め日本のエレクトロニクス業界でも,今後は一層の業界再編が進むと予想されます。その中で,統合を成し得た企業には世界市場での確固たる地位と競争力を確立して欲しいと思います。

編集長 川尻 多加志

今後の特集予定(敬称略)

5月号 特集『バイオメディカルフォトニクスの挑戦(仮題)』

▼特集「バイオメディカルフォトニクスの挑戦」
▼バイオメディカルフォトニクスの現状と将来
▼タイムドメイン光コヒーレンストモグラフィーの新展開
▼生体分子を直接見るレーザー顕微鏡
▼近赤外ラマン分光法を用いたがん診断
▼レーザー誘起応力波を用いたドラッグデリバリーシステム
▼光ファイバ先端発振型中赤外固体レーザの治療応用

(都合により,内容に変更のある場合があります。)

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