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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!
 
2008.6 vol.27 No.318
周期構造を持つ光学素子とその応用

周期系の光学入門

コニカミノルタオプト(株) 宮前 博

ヤングの干渉や回折格子を持ち出すまでもなく,現代の光学系には周期構造が不可欠の要素になっている。多層反射防止膜や回折光学素子などがその最も身近な例である。またFabry-Perot(FP)共振器も周期構造の一種と考えることができ,レーザの縦モードの源泉になっている。本企画では,ホログラム光学素子の応用,サブ波長構造素子,フォトニック結晶,プラズモニック・メタマテリアル,分極反転非線形光学素子を用いた可視レーザ,SSG-DBR レーザなど,周期的な構造を有する光学系の例を取り上げた。波長選択性が高い反射型のホログラムは光学素子として扱いやすく,これを利用してウエアラブルディスプレイへの応用が期待されている。・・・

ホログラム光学素子を用いたディスプレイ

コニカミノルタテクノロジーセンター(株) 笠井 一郎

ホログラムは立体表示写真としてよく知られているが,立体表示以外にも様々な特徴があり,これを利用することで特異な性質を持つ光学素子を実現することができる。ホログラム技術を光学素子へ応用したものをホログラム光学素子(HOE: Holographic Optical Element)と呼び,光産業分野で広く用いられている。本稿ではレンズ機能を備えた回折光学素子としてのホログラムを紹介し,2 つの光を重畳する凹面ミラーコンバイナとして応用した虚像表示型ディスプレイについて述べる。・・・

サブ波長構造素子の最近の展開

大阪府立大学 菊田 久雄

3次元周期構造としてのフォトニック結晶

立命館大学 小野 雄三

波動光学・回折光学の立場から3 次元フォトニック結晶について形成方法を中心に述べる。フォトニック結晶は光の波長程度の周期で屈折率の周期構造を持つ多次元構造体である。フォトニック結晶では,その周期構造によりブラッグ回折を受け,回折した多光波の干渉の結果,光波が伝搬しえないフォトニックバンドギャップが存在する。言うなればフォトニック結晶における光波伝搬は原理が回折と干渉に基づいている。光の二重性(波動性と粒子性)のアナロジーから電子にも電子波(ド・ブロイ波)を考え,電子波の波動方程式であるシュレーディンガー方程式を基に,電子結晶は半導体エレクトロニクスという一大技術・産業分野を形成して来た。・・・

プラズモニック・メタマテリアルとフォトニック周期構造

(独)理化学研究所 田中 拓男

重力場などによる空間の歪みがない限り,均質な空間に放たれた光は,回折しながら空間を直進して伝搬する。まっすぐに進もうとする光を曲げたり,止めたり,閉じ込めたりするには,空間を不均質にするしか手段はない。光にとっての不均質性とは,屈折率の不均質性である。レンズやミラーで光を曲げたり,光ファイバーや共振器内に光を閉じ込めるという行為は,まさに空間中に屈折率の不均質な分布を作り出すことで,光の進行方向を歪めている。これは言い換えれば,光波の伝搬を制御するということは,物質の屈折率分布を制御することであり,どれだけ自由度高く屈折率分布を空間に設定できるかが,光波の伝搬制御の自由度を決める。しかし,物質の屈折率の起源を電磁気学的に求めると,そこには1 つの壁がある。・・・

分極反転非線形光学素子を用いた可視レーザー

千葉大学 尾松 孝茂

SSG-DBR レーザとOCT への応用

日本電信電話蝓‘8 直樹
北里大学 吉村 玲子
北里大学,螢▲疋丱鵐好函Εぅ瓠璽献鵐亜‖舂 康二

SSG-DBR レーザ(Superstructure Grating DistributedBragg Reflector Laser:超周期回折格子分布反射型レーザ)は,周期構造を有する光学系の特徴を巧みに利用し,1素子で35 〜 40nm の広い波長範囲にわたって擬似連続波長掃引を可能にした。このレーザは,1990 年代から光通信用として開発が進められてきたが,その広い波長可変帯域などの特性を生かし,無侵襲で生体の断層画像を撮像するオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー(Optical Coherence Tomography,以下OCT)装置の光源として利用され,高性能のOCTを実現した。本稿では,SSG-DBR レーザの動作原理,波長精度を飛躍的に向上させる波長安定化技術,およびOCT への応用について紹介する。・・・

進化を続けるFPD !各社の技術開発が一段と活発化

フラットパネルディスプレイ(FPD)の進化は止まらない―。液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイ(PDP)は超薄型化,大画面化,高機能化・多機能化をキーワードに開発が加速。一方で,有機EL ディスプレイや電子ペーパーなど,新たな表示デバイスの開発も進展してきている。また,こうしたFPDの製造で重要な役割を担う各種プロセス装置に対しても絶えず進化が求められており,各社はFPD の生産性の向上と高品質化に対応する装置の開発に鎬を削っている。そこにはレーザなど光技術が適用されているケースも少なくない。例えば,低温ポリシリコン液晶ディスプレイの製造プロセスで用いられるレーザアニーリングもその一つだし,カラーフィルタなどの色欠陥修正にもレーザは活用されている。・・・

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開催
242社・団体が最新光技術・製品を展示

去る4 月23日(水)〜 25日(金),レーザーEXPO2008(主催:レーザー学会),レンズ設計・製造展2008,光ファイバ総合技術展2008(主催:月刊オプトロニクス)が,パシフィコ横浜で開催された。出展社(団体)は昨年の229社(団体)から242社(団体)に増えたほか,三つの展示会に関連した特別各種光関連技術セミナーも同時開催,3日間の総入場者数は昨年を上回る8,676名を数えるなど,盛況のうちに終了した。小欄では本展示会の模様をお伝えする。なお,スペースの都合上,全ての出展企業を紹介できなかった事をお断りしておく。次回展示会は2009年4月22日(水)〜 24日(金),同じくパシフィコ横浜で開催を予定している。・・・

大型プロジェクトが続く光海底ケーブルネットワーク

動画や音声を使用したリッチコンテンツの普及に伴い,インターネットの回線容量が近い将来に不足する可能性が指摘されている。これは国内の問題だけではなく,日本と海外を結ぶ光海底ケーブルネットワークについても同様だ。米国の調査会社Pioneer Consultingのレポートによれば,アジア・太平洋地域における光海底ケーブルネットワークに対する投資は2001年の64.6億ドルをピークとして,通信バブル崩壊後の2004年には,急速にわずか900万ドルにまで冷え込んでいた。同社は2005年の予測の中で,アジア地域においてこのままトラフィックだけが増加し続ければ,2009年には回線の容量不足が生じ,年を追うごとに深刻化するだろうとしている。・・・

光学教育に注力!!宇都宮大学オプティクス教育研究センターの挑戦

「日本で光学教育を実施している大学は極めて少ない」─。こんな実情が,2005 年に経済産業省が発表した『大学教育における産業界ニーズと教育カリキュラムとのマッチング度合いの分析結果』から明らかになった。いまの大学で,企業が求める光学知識を持った人材が育成されてないというのだ。中でも,光学の基礎となる幾何光学,結像光学,波動光学などといった物理系の科目が,今日では多くの大学で教えられていないという。かつて戦後の日本の経済復興を支えたのは,カメラや双眼鏡などに代表される光学産業だった。その裏には大学における光学研究があり,そこでの技術や人材が光学関連企業へと伝播され,今日の光学産業の発展につながった。・・・

連載・シリーズ

USA Today 第6回 シリコンバレーに春の訪れは?

Optomarketing USA 中島和宏

シリコンバレーに春がやってきた。毎日のように,ポカポカと暖かく,雲ひとつないカリフォルニアらしい晴天が続いている。この時期になると我家の周辺の動植物も活気づいてくる。バレー(谷)を形成する小高い山々の緑や色とりどりに咲き誇る花々が映えるのがこの時期だ。夏を迎えれば,それらの山々は次冬到来まで続く日照りに禿山と化していくからである。一年中,此処,彼処で見られるリス達であるが,春には,子リスに違いない一見して「若い」仲間が増えているのがわかる。水辺には,カモやガンなどがどこからともなく飛来して群れを成している。・・・

IT市場ウォッチング 第87回 金融と情報通信の融合

(株)野村総合研究所 藤浪 啓

サブプライムローン問題で連日金融機関の損失額のニュースが紙面を賑わしているが,日本全体で見た投資への関心度は着実に上昇している。間接金融から直接金融への流れは既に不可逆な状況にあり,確定拠出年金の普及に代表されるように,個人の投資への関心はいやがうえにも高まりつつある。デイトレイダーに対する批判など一部での摩擦はあるものの個人の投資への参入は急速に拡大している。規制緩和もこの流れを後押ししており,「金融システム改革のための関係法律の整備等に関する法律」(平成10 年法律第107号)により,証券取引所に上場されている株式の売買に課せられていた取引所集中義務が撤廃された。・・・

事例に学ぶ光・電子分野の知的財産 第6回 不正競争防止法

諏訪東京理科大学 西澤 紘一
(独)雇用・能力開発機構 千葉センター 櫻井 博行

資本主義を支える法原則として,近代私法の三大原則が挙げられる。具体的には,仝⇒能力平等の原則,∋篥所有権絶対の原則,私的自治の原則である。多くの方が「法学概論」等で接したはずの事項であり,近代法ないし現代法を語る上で欠かすことができないものと言える。資本主義とは如何なるものかを一言で言い表すことは極めて困難である。だが,これを象徴するキーワードを挙げることは可能で,代表するそれとして筆者は「自由競争」を選択する。今日経済(資本主義)は,自由競争によって維持され,発展が図られるのであって,自由競争の確保は極めて重要だからである。・・・

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58回
(社)日本分光学会 レーザー誘起プラズマ分光部会

名古屋大学 義家 亮

21世紀を切り開く機能性単結晶の基礎と応用 第14回 Li フラックスを用いた2H-SiC 単結晶成長法の開発

大阪大学 今出 完, 川村 史朗, 北岡 康夫, 佐々木 孝友, 森 勇介
日立金属(株) 山崎昌信, 諏訪部繁和

近年,環境保護意識の高まりから,様々な分野で省エネルギー化に向けた取り組みが盛んに行われている。中でも,家電,自動車,電力などのパワーエレクトロニクス分野におけるパワースイッチング素子の高効率化・低損失化は重要な研究課題の一つである。現在のエレクトロニクス分野で主流となっているSi をベースとしてパワースイッチング素子を作製した場合,物性的な制約から抵抗が大きくなり,エネルギー損失(熱)が増大する。加えて,熱伝導度の低さから,発生した熱は放出されずデバイス破壊の原因となる。そこで最近は,Si から,窒化ガリウム(GaN)や炭化ケイ素(SiC)など,Si よりも優れた物性を持つワイドギャップ半導体を用いたデバイス開発へと移り変わっている。・・・

基礎からの量子光学 第30回 量子ドットの基礎と量子情報分野への応用展開

(独)科学技術振興機構,(独)情報通信研究機構 早瀬 潤子

“量子ドット(Quantum Dot)”とは,10ナノメートル程度のサイズに加工された半導体の微結晶のことである。今この量子ドットが,量子情報・量子光学分野で大きな注目を集めている。量子ドットでは,微小な空間に電子・正孔や励起子が閉じ込められるため,それらは原子と同様の離散的なエネルギー準位構造を形成する。このため量子ドットは“人工原子(artificial atom)”と形容されることがある。またエネルギーや運動量が離散化することで,位相緩和を引き起こす散乱過程が抑制さ,固体においても比較的長寿命のコヒーレンスを得ることが可能になるなど,バルク半導体とは全く異なる特性を示す。・・・

技術士PLAZA 第6回 イージス艦事故 漁船側も防衛手段を

(社)日本工業技術振興協会 近藤 信竹

イージス艦「あたご」と漁船「清徳丸」が房総半島南方海上で衝突し漁船が沈没,2 人の死者を出した事故は,既に起訴手続きがとられ,マスコミの報道から消えた。私は若い頃,外航商船の職員として,その後は舶用エレクトロニクスメーカに勤務し,船舶の衝突予防システムなどの開発や普及に従事した経験上,この事故の成行きを注視していた。事件直後からマスコミは,イージス艦の見張りや操船方法に焦点を絞り,艦側の分が悪く,正義は漁船側にあり,と言った論調だった。これにより世論は,艦側の責任を問う方向に傾き,総理大臣が被害者家族に謝罪するという,前代未聞の展開をするに至った。その後の報道は,事件後10 日ほどして週刊誌の広告に「漁船の暴走」の文句が見られ,新聞の投稿にも元船乗りの中立的な意見が掲載された。・・・

発明・特許のこぼれ話 第6回 砂時計

SMK(株) 鴫原 正義

今月の6 月10 日は「時の記念日」です。天智天皇が671年4月25日(太陽暦では6月10日)に日本で最初の漏刻(水時計)を作ったと日本書紀に書かれていることから,1920(大正9)年に時の記念日と定められました。今回は時の記念日に因み,水時計に代わって今でも重宝に使われている砂時計の世界を覗いてみましょう。砂時計の歴史は余り明確ではないようですが,古さにおいては日時計や水時計の方が圧倒的に先輩格です。エジプトでは紀元前3500年頃に方位碑となるオベリクスによりおおよその時間と季節を判断していたようで,紀元前1500年頃に日時計として完成します。水時計もほぼ同時期にやはりエジプトで作られていたようです。しかし,後に水時計をヒントに作られたとも言われる砂時計の出現によって水時計は殆ど姿を消してしまいます。・・・

光技術の研究開発・特許動向供慎蚕冓未妨る最新情報 第126回 色の測定・測定装置技術

嶋本国際特許事務所 嶋本久寿弥太

生物細胞,鉱石等の蛍光性を有する試料の蛍光色を測定する蛍光測色,ホログラム積層体の測色,複写機・プリンタ等カラー濃度センサー,織物や印刷物などの色差検査や,分光器,分光画像撮像装置,色再現装置などでクローズアップされ,ファッション・バイオテクノロジーなどにも利用技術が増加している色の測定・測定装置技術は,各分野での利用技術も増加している。色の測定・測定装置の国際特許分類は,G01J3/46(色の測定,色測定装置),G01J3/50(電気的な放射線検出器によるもの),G01J3/51(色フィルターを用いるもの),G01J3/52(色標によるもの)となっている。・・・


HEAD LINE NEWS

DATA ROOM

▼ガラス製光ファイバ・ケーブル輸出量,27ヶ月連続のプラス
▼CCDの生産実績,35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106.0%の2,837億円

PHOTONICS SPECTRA

▼Sunが高速チップ研究で4,400万ドルを獲得
▼II-VIがセンサ事業を売却

CALENDAR

EVENTS

▼ナノフォトニクス総合的展開オープンセミナー
▼光学設計セミナー-夏季コース-実務家養成コース
▼ナノフォトニクス研究センター開設記念「ナノフォトニクス総合的展開シンポジウム2008」
▼多元技術融合光プロセス研究会第1回研究交流会「光プロセスを牽引するレーザ光源の新展開」
▼初心者でもわかる!基礎からの通信ネットワーク1dayセミナー
▼第1回レーザーディスプレイ技術研究会
▼International Workshop on “Nonlinear wave-mixing for laser technology”
▼第108回微小光学研究会「生命微小光学-微生物・人体から地球外生命まで-」

PRODUCTS INFORMATION

今月のコメント

 今月号の特集は周期構造を持つ光学素子とその応用について取り上げました。周期構造を持つ光学素子というと,先ず思いつくのが回折光学素子ですが,近年半導体プロセスを始めとした精密加工技術や材料技術の進展に伴い,この種の光学素子に関しての研究開発は急速に進んでいます。それにつれて素子としての完成度も高まり,その応用展開に注目が集まっています。

 今回の特集では周期系の光学の入門解説に加え,ホログラム光学素子やサブ波長構造素子,フォトニック結晶,プラズモニック・メタマテリアル,分極反転非線形光学素子を用いた可視レーザ,SSG-DBRレーザと,いま注目の研究開発を紹介していただきました。

 少し前の話ですが或るテレビ局のニュースで,中国の富裕層の日本ツアーの様子を取り上げていました。ツアーの目玉はショッピング。秋葉原の家電量販店に電気製品を買いに行くのですが,ツアー客は同じ日本メーカーの電気製品でも中国工場で作られたものは買わず,好んで日本の工場で作られた製品を買って行きます。「メイド・イン・ジャパン」がステータスになっているのです。そう言えば中国本土でも安全性と味の良さから,日本の農作物がかなり高い値段で売れていると聞きます。日本製の品質が評価されているという事でしょう。電気製品や自動車では性能という要素に加え,丈夫で長持ちという点も高い評価を得ています。

 一方,20年前の暖房器具で事故が起こり,メーカーは回収のための努力を未だに続けています。20年も前の電気製品がまだ動くのかと驚く一方で,この場合は長持ちという長所が裏目に出てしまった感があります。ただ長持ちすれば良いのではなく,故障が人命に関わるような製品の場合は,ある程度の年月が経ったら安全に壊れるという発想があっても良いのかも知れません。

 日本の研究開発力強化に向けた新しい法案が近く自民,公明両党の議員立法として共同提出され,今国会で成立する見通しです(5月20日付・日刊工業新聞)。新法案は「研究開発システムの改革の推進等による研究開発能力の強化および研究開発等の効率的推進等に関する法律(研究開発強化法:仮称)」というもので,諸外国が国を挙げ研究開発強化に向けた施策を充実している動きに対抗する狙いがあるそうです。具体的には科学技術基本法に則って,研究開発推進のための基盤強化や競争の促進,科学技術振興に必要な資源の弾力的配分,研究開発成果の実用化を進める他,特に若手研究者の能力活用や人事交流・国際交流の促進等を進めるといいます。

 資源ナショナリズムが高まりを見せていますが,そもそも資源大国であるかどうかは,たまたま天然資源がそこに眠っているかどうかで決まるのであって,努力したから天然資源がそこにあるわけではありません。日本にあるのは人間という資源だけです。でも天然資源に恵まれていなかったからこそ,ものづくりに創意・工夫をする国民性が生まれ,それによって今の国際的地位を得たとも言えるでしょう。その努力に対する国の後押しはとても大切だと思われます。

編集長 川尻 多加志

今後の特集予定(敬称略)

7月号 特集『光マイクロ・ナノマシン(仮題)』

▼総論
▼MEMS光学応用
▼検出用光スペクトロスコープ
▼MEMS非冷却赤外線イメージセンサ
▼光通信用ナノマシン
▼ナノインプリントプロセスと光MEMSへの応用展開
▼超小型レーザスキャニングモジュール

(都合により,内容に変更のある場合があります。)

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