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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!
 
2008.7 vol.27 No.319
光マイクロ・ナノマシン

総論:実用的な光マイクロマシン,将来の光ナノマシン

東北大学 羽根 一博

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)の光通信への応用は,1990年代の後半にバブル的投機の影響もあり大いに高まった。その後市場は沈静化したが,この間の研究により,技術的には大いに進展した。光通信は今後益々高速で大容量が望まれているので,新しい優れた機能の備わった光デバイスの開発は不可欠である。光通信分野のMEMSとしては自由空間型のデバイスと導波路型のデバイスがある。自由空間型ではマイクロミラーにより光路を切換える機構(たとえば光スイッチ)が用いられる。電気光学効果や音響光学効果などで得られる偏向角は小さく,光線の方向を大きく変えるコンパクトな方法としてMEMS技術は優れている。・・・(続きは本誌で)

光MEMS―通信応用から画像応用へ―

東京大学 年吉  洋

MEMSの微小光学応用の歴史は古く,1975年には米国ウェスティングハウス社がマイクロミラーアレイ型の画像ディスプレィを試作し,空港の電光掲示板のデモを行っている。当時は集積回路技術が発展途上にあったため,個々のミラーの駆動には真空中の電子ビーム照射によるチャージアップを用いていた。その後,米国テキサスインスツルメンツ社から,CMOS上のSRAMで駆動するデジタルミラーデバイスが商品化され,現在ではPCプレゼンテーション用の画像プロジェクタとして広く利用されている。また,ミラー型だけでなく,MEMS回折格子をレーザ光の強度変調に用いるプロジェクションディスプレィも開発されており,愛知万博で披露された。・・・(続きは本誌で)

MEMS非冷却赤外線イメージセンサ

立命館大学 木股 雅章

非冷却赤外線イメージセンサは,多数の熱型赤外線検出器画素と信号読出回路を集積した画像デバイスである。非冷却赤外線イメージセンサの開発は1970 年代に始まっているが,注目を集めるようになったのは,1990年初頭にMEMS技術を利用することで性能が飛躍的に改善できることが示されてからである。それ以来,MEMS技術を用いた多くの非冷却赤外線イメージセンサが提案され,開発が進められてきたが,現在,第二世代の量子型(冷却)赤外線イメージセンサに匹敵する性能を実現し,ハイエンド非冷却赤外線イメージセンサとして成功しているのは,抵抗ボロメータ方式とSOIダイオード方式の2方式である。・・・(続きは本誌で)

光通信用ナノマシン

東北大学 羽根 一博,金森 義明,高橋 一法

光通信へのMEMS技術の導入は大いに期待されている。マイクロミラーを用いる光スイッチやADD/DROP等が実用レベルに発展した。一方,近年サブミクロンスケールの構造を利用するシリコンフォトニクスが注目されている。シリコンは1μm以上の波長領域で透明であるので,光通信帯域で光導波路として用いることができる。1.5μmの波長でシリコンの屈折率は約3.5であるので,光の閉じ込め効率が高く,単一モードの導波路のコア径はサブミクロンとなる。このためガラス材料で構成した光導波路デバイスに比較してデバイス面積を2 桁小さくでき,極めて小さい光回路を構成できる。またシリコン基板には電子回路を混載できるので,光回路と電子回路の集積も期待されている。・・・(続きは本誌で)

ナノインプリントプロセスと応用展開

東芝機械(株) 後藤 博史

ナノメートルオーダの超微細加工法として,型(モールド)による転写プロセスで樹脂やガラス材料に超微細構造を形成するナノインプリントプロセスに注目が集まっている。光露光装置や電子線(EB)描画装置といった高価なプロセス装置を用いることなくナノ加工が低コストで実現できることが魅力で,電子デバイス,光デバイス,バイオデバイス等への応用が期待されている。すでに一部の光学素子(マイクロレンズアレーや光導波路など)の製造プロセスにはナノインプリントが適用されており,実用化が図られている。現在,国内外でナノインプリントの技術開発が急速に加速しており,技術完成度が著しく進展してきている。・・・(続きは本誌で)

超小型レーザスキャニングモジュール

(株)デンソー 竹内 幸裕

近年,コピー機,バーコードリーダー,レーザレーダなど,様々な製品でレーザスキャニングモジュールが用いられている。これまでの走査系には,ミラーをモーターで回転させるポリゴンミラーなどが採用されており,そのサイズは数センチメーター角という大きいものであった。今回,マイクロプリズムアレイを用いたミリメーターサイズのレーザスキャニングモジュールとその製造方法を紹介する。・・・(続きは本誌で)

ハーメチックファインビアガラス基板―MEMSの新パッケージ―

NEC SCHOTTコンポーネンツ(株) 鎌田 宏

主に半導体マイクロ・ナノマシニングにより製造されるMEMS(Micro Electro Mechanical System)デバイスは超小型・軽量・高性能なセンサーやアクチュエーターとして既に多くのエレクトロニクス分野で応用され,市場も大きく成長しつつある1)。これらのMEMSデバイスのほとんどはマイクロ・ナノレベルの微細な可動部分を持ち,またデリケートな電極材料・構造で構成されるために外部からの微細な異物や有害ガス(水分,酸素など)の侵入・付着が起こるとその機能に著しい障害をきたしてしまう。これを避けるために外部環境からの影響を遮断するための気密パッケージが使用されている。・・・(続きは本誌で)

EUVL技術開発はネクストステージへ!

次世代の半導体露光プロセス技術として有力視されているEUVL(極端紫外線リソグラフィ)。波長13.5nm のEUV 光を利用するもので,現在その実用化に向けての開発は,国内外において活発に取り組まれている。EUVL技術開発で先陣を切ったのは米国で,1997年にAMD,Intel,Motorola などが設立したEUVLLC (EUVLimited Liability Company)で進められた。その後,各社は自主開発に移行し, さらにVNL( Virtual NationalLaboratory)やAlbany Nanotech,SEMATECHなどといった研究機関との連携を進め,研究・開発に取り組んでいる。・・・(続きは本誌で)

自動車は光技術で進化する!

様々な産業分野で応用が進んでいる光技術。自動車産業分野もその一つで,ヘッドランプへのLEDや車載用計器類へのフラットパネルディスプレイ(FPD)などの応用も進んでいる。また,自動車に求められる「安全」「環境」への対応にも光技術は利用されていて,走行解析や排気ガス計測用途などを目的とした各種光製品が実用に供されている。こうした光技術は,この5 月に開催された自動車技術展でも数多く見ることができた。そこで今回は自動車産業を支える光技術をレポートしたい。・・・(続きは本誌で)

次世代放送に期待が集まる光技術

ブロードバンドの進展による動画サイトの普及や,携帯電話をはじめとするモバイル機器によるビデオ・テレビ視聴等,ここ2〜3年でテレビを取り巻く状況は大きく変わりつつある。若者のテレビ離れが進み,テレビCMもかつての効果を失いつつあると言われる中,今後のテレビはどうあるべきか。NHK放送技術研究所(NHK技研)は,新たな中長期計画「YOU」を発表し,その中で将来のテレビ像を提示した。NHK技研では,2005年に中長期計画「NEXT」を発表しているが,ここ3年間の社会状況の変化を踏まえ,今回新たに将来図を描き直したものが「YOU」だ。これまでハイビジョン放送をはじめとして,常にテレビ技術を牽引してきたNHK技研が描く青写真となる。・・・(続きは本誌で)

さらなる小型化・精密化で注目を集める光コネクタ

光通信ネットワークを構築するにあたり,光ファイバを低損失で接続する技術は重要な課題である。光ファイバ同士を永久接続するには融着接続やメカニカルスプライス接続が主流となっているが,機器同士の接続等,繰り返し着脱が必要な場面においては,光コネクタが広く普及している。光コネクタは用途や規格により様々な種類が存在しており,メーカのカタログには通信からデータコム用途まで,多くの製品が掲載されている。今回はこのうち通信用光コネクタ,特にFTTH 向けに需要が多く,また厳しい品質が求められるシングルモードファイバ用光コネクタについて,現状をリポートする。・・・(続きは本誌で)

特別レポート

フォトニクス国際会議CLEO/QELS/PhAST 2008参加報告

(有)グローバル・ファイバオプティックス 梶岡 博

連載・シリーズ

IT市場ウォッチング 第88回 進む再編

(株)野村総合研究所 藤浪  啓

FPD業界では昨年から再編の動きが加速した。松下によるIPS αの買収,東芝のシャープとの提携,パイオニアのPDPパネル生産からの撤退など立て続けに各社からの発表があった。パネルだけではなく薄型テレビにおいても東芝がローエンドモデルを台湾メーカーに生産委託するなど変化が続いている。半導体業界でも沖電気が半導体事業をロームに売却するなど,再編が始まった。FPD業界に引き続き今後は半導体業界の再編が加速するとの観測が高まっている。・・・(続きは本誌で)

USA Today 第7回 レーザー医療と米国FDAの判断

Optomarketing USA 中島 和宏

事例に学ぶ光・電子分野の知的財産 第7回 実用新案法

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

日本の特許制度創設にかかわった人物と言えばまずもって「高橋是清」が挙げられる。だが,これを黎明期の御三方とするなら筆者は(‖諭吉,高橋是清,清瀬一郎を挙げる。福本一朗氏も,「日本特許制度の父達」として, 銑の御三方を挙げておられる。福沢は,慶応義塾の創立者であること,「西洋事情」,「学問ノススメ」,「文明論之概略」等の著作者であること,コピーライトを「出版の特権」「版権」と訳し,著作権制度導入の提唱者であることはよく知られている。しかし,日本に特許制度を初めて紹介したのは福沢(正確には紹介した者の一人)であることを知る者は多くないように思われる。いずれにせよ,特許制度を日本に初めて紹介したとの功績は特許制度の制定に貢献した先人の一人とされて然りである。・・・(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59回

(社)日本分光学会 先端レーザー分光部会
(独)理化学研究所 田原 太平

今日,基礎・応用を問わず科学研究のほぼ全領域において多くの分光装置が利用されています。それぞれの分光装置は高度化して,それらを使いこなすために必要な知識も細分化しています。その一方で,装置の自動化が進んだために,分光装置が実際にどのような原理に基づいて動作しているかを理解する機会が減っているように思います。このように高度化・細分化が進む先端的分光計測ですが,その根本は,いうまでもなく単純な(簡単とは言いません)分子と光との相互作用です。したがってそれを正しく理解して,それをもとに個々の分光計測を考えれば,その基本は決して細かくも難しくもないことがわかります。・・・(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15回 ワイドギャップ半導体SiC単結晶のデバイス応用

京都大学 木本 恒暢

シリコンカーバイド(SiC)は広い禁制帯幅を持つ-限臆醜臺半導体であり,らせん転位を介した結晶成長やエレクトロルミネセンスに関する基礎研究で20世紀初頭からよく知られた材料である。優れた物性を有することも知られていたが,大型で高品質の単結晶成長が困難であったために,半導体デバイスへの応用が遅れていた。しかしながら,1980年代から単結晶成長技術にいくつかのブレークスルーがあり1, 2),これに応じて物性評価やデバイス応用の研究が急速に進んでいる。・・・(続きは本誌で)

技術士PLAZA 第7回 技能五輪にみる技能の意味

諏訪東京理科大学 西澤 紘一

最近“技能五輪メダリストの群像”なる本を本誌オプトロニクス社から出版した。2007年11月,静岡県沼津市で開催された第39回技能五輪国際大会で,日本は久しぶりに16個の金メダルを含む24個のメダルを獲得し28名のメダリストを誕生させた。その後,TV,新聞,雑誌でその活躍が紹介され選手達は,ヒーロー,ヒロインとなった。確かに,22歳前後の若い技能者が,4日間の技能競技を戦い抜きメダルを獲得した努力と強い意志には感銘を受ける。しかし,好結果の裏にあるメダルに至る努力の過程や幾多の人の支援があったことを忘れることは出来ない。この本では,選手の努力はもちろん,その指導者やトップの思いを書き綴ってみた。その中で,印象に残った幾つかのトピックスを紹介してみたい。・・・(続きは本誌で)

基礎からの量子光学 第31回 フォトニック結晶を用いたキャビティQED

日本電信電話(株) 納富 雅也

光技術の研究開発・特許動向II/技術別に見る最新情報 第127回 偏光測定技術

嶋本国際特許事務所 嶋本 久寿弥太

レーザ光の偏光状態の検出,偏波分数測定,楕円偏光,エネルギー保存型偏光状態測定,薄膜の深さ測定,磁気光学記録のような多数の用途に利用されている偏光測定技術は,こうした装置では,偏光の状態(偏光面の方向)を決定できることが必要になっている。偏光測定技術の国際特許分類は,G01J4/00(偏光の測定),G01J4/02(視野分離型偏光計;半影形偏光計),G01J4/04(電気的検出手段を利用する偏光計)となっている。・・・(続きは本誌で)

発明・特許のこぼれ話 第7回 パスツールと低温殺菌法

SMK(株) 鴫原 正義

昨年来,食に関する賞味期限切れや,加工食品などの安全に関する問題が後を絶ちません。6月に梅雨入りし,7月中旬頃から日本列島を北上するか南下して梅雨が明けていきますが,梅雨の時期には食中毒が多いと言われます。気温がほどよく微生物の生育に適した時期でもあるからです。細菌やウィルスなどによる食中毒の予防には殺菌技術が大きな効果を果しています。食品の安全に関しては,既存の食品衛生管理システムにISO 9001に含まれる要求事項などを導入したISO20000が有り,そこでの研究会が「食品衛生7S」を提唱しています。・・・(続きは本誌で)


HEAD LINE NEWS

DATA ROOM

▼ガラス製光ファイバ・ケーブル輸出量,28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101.1%の2,307億円

PHOTONICS SPECTRA

▼Corning,純益3倍に
▼IPG,売り上げ27%増

CALENDAR

EVENTS

▼応用電子物性分科会研究例会「ナノ加工テクノロジーの展望」
▼ISOM/ODS 2008
▼レーザー学会第375回研究会「高機能固体レーザーとその応用」
▼NGLワークショップ2008
▼眼光学チュートリアルセミナー−眼科医・視能訓練士・オプティカルエンジニアのための−
▼PVJapan 2008
▼6th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications(ICPEPA 2008)
▼ECOC2008

PRODUCTS INFORMATION

今月のコメント

 光MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)や光マイクロマシンといった技術が一般に脚光を浴びるきっかけとなったのが,テキサス・インスツルメンツによるデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)の実用化ではないでしょうか。このデバイスを使ったDLP(Digital Light Processing)方式のプロジェクタが,今では幅広く使われています。ディスプレイへの応用と言えば,2005年に開催された「愛・地球博」で2005型という巨大スクリーンに映像を映し出すMEMS回折格子を用いたレーザードリームシアターが話題をさらいました。最近では携帯電話に搭載できる小型ディスプレイへの応用も話題となっています。

 光通信分野では1990年代の後半にマイクロミラーを用いた光スイッチが登場,大いに注目を集めました。センサ応用の研究も進み,高い熱絶縁性を持ち室温でも高感度の赤外線イメージセンサが開発されています。また,スキャナーにマイクロプリズムアレイを用いることで,ポリゴンミラーを使った従来品に比べて桁違いの小型化が実現できました。

 このように光マイクロマシンが実用に供する技術に進展して行った背景にはシリコン半導体の微細加工技術の進歩があります。今後,この微細加工技術を用いて集積回路と光マイクロマシンを組み合わせることで,さらなる高機能デバイスが実現できると注目を集めています。

 マイクロの領域からより微細な世界であるナノ領域にまで研究を展開して行こうという光ナノマシンや光NEMS(Nano Electro Mechanical Systems)の研究も活発化しています。ここにおいてもシリコン半導体微細加工技術は重要な役割を果たしていて,双方の組み合わせによって画期的なシリコンフォトニクスデバイスを実現できると期待されています。今月号の特集では,マイクロ領域からナノ領域まで発展しつつある注目の光マイクロマシンと光ナノマシンに関する最新の研究を紹介していただきました。

 今年4月,米国の調査会社トムソン・サイエンティフィックが世界の研究機関の2007年末までの11年間の論文引用数ランキングを発表しました。総合順位で100位以内に入った日本の研究機関は東京大学12位,京都大学28位,大阪大学33位,東北大学65位,科学技術振興機構92位の5機関でした。

 分野別に日本の研究機関のベスト3を挙げると,材料科学分野では東北大学3位,産業技術総合研究所4位,大阪大学7位,物理学分野では東京大学2位,東北大学11位,大阪大学22位,化学分野では京都大学4位,東京大学5位,大阪大学11位,生物学・生化学分野では東京大学3位,京都大学25位,大阪大学27位という結果が出ました。

 一方,文部科学省・科学技術政策研究所もこの6月に「サイエンスマップ06」を発表,2001年から06年の間に全世界で発行された引用頻度の高い論文を分析しています。日本のシェアは9.6%だそうです。ただし米国のシェアは60.2%と圧倒的で,中国も3.7%と追い上げています。油断大敵ということでしょうね。

編集長 川尻 多加志

今後の特集予定(敬称略)

8月号 特集『農作物生産と計測に貢献する光技術(仮題)』

▼総論
▼人口光を用いた植物工場
▼LEDの光質が植物の育成・生理に及ぼす影響
▼緑色植物のLED弱光照射低温貯蔵
▼光学的方法による農作物・食品の危害要因の検出
▼光を用いた青果物内部品質の計測−装置と計測実例−

(都合により,内容に変更のある場合があります。)

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