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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!
 
2009.1 vol.28 No.325
新春特別企画 光エレクトロニクス市場の潮流を探る

転換期に入った光エレクトロニクス産業

(株)野村総合研究所 藤浪 啓

半導体レーザー(LD)市場と主要用途の動向

(株)富士キメラ総研 家島 英樹

産業用レーザ市場の現状と将来展望

(株)矢野経済研究所 稲垣 佐知也

ブロードバンド市場の動向およびFTTHの将来予測

(株)三菱総合研究所 二瓶 正

新たなステージに入るFTTHの普及:FTTH+Xという視点

(株)情報通信総合研究所 野口 正人

1月号 特集 デジタル信号処理が変える光通信技術

光通信技術の変遷とコヒーレント時代の幕開け

日本電信電話(株) 松岡伸治

通信が光通信と呼ばれるようになり30 年弱であるが,この間に光通信技術は目覚ましい発展を遂げてきた。光通信,とりわけコアネットワークにおける光伝送技術の研究開発は大容量化・長距離化の歴史である。図1は,光伝送技術の指標となる帯域・再生中継間隔の積を実用システムの進展をもとに示したものである。コアネットワークの大容量化・長距離化技術は約25 年で106 倍になり,これら技術により通信ネットワークに光化を浸透させ,電話主体のネットワークから高速データ通信・ブロードバンドインターネット時代への変遷にあわせ,通信インフラの経済化およびブロードバンドサービスへの即応に大きく貢献してきた。・・・(続きは本誌で)

QAM 多値変復調方式―デジタル信号処理による波形歪み補償―

(独)情報通信研究機構 中村守里也, 神尾享秀, 宮崎哲弥

インターネットサービスの爆発的な広がりによって,通信回線を流れるデータ量は増加の一途をたどっている。通信回線のバックボーンを担う光ファイバをより効率的に用いて伝送速度を上げるため,光強度変調に光位相変調を組み合わせた光QAM(quadrature amplitu demodulation)を初めとする多値変復調方式の研究が無線通信を凌駕する勢いで活発に行われている。この光ファイバ通信における高度な多値変調方式を可能としている重要な技術としてデジタル信号処理があげられる。その主な機能として復調のために必要なキャリヤ位相を計算的に推定・復元,偏波変動吸収・偏波多重分離,変復調時及び光ファイバ伝送中に生じる信号の歪み補償,などについて多くの成果が報告されている。本稿では特に上記における多値変復調を行う際に問題となる光・電気デバイスで生じる波形歪みを取り上げ,その問題を解決するためにデジタル信号処理が非常に有効であることを述べる。また,最新のQAM変復調実験について筆者らの研究グループの成果も交え,最近の研究動向について概観する。・・・(続きは本誌で)

多値位相変復調技術

日本電気(株) 福知 清

基幹系光ファイバ伝送システムでは,データ通信の爆発的な容量増大を支えるために,超高密度波長多重の実現にむけた技術開発に加え,波長あたりのビットレートを高速化するための研究開発が活発に行われている。近年では,波長あたりビットレート100Gbpsの信号を用いたシステムの実現が,大いに期待されている。この100Gbpsという速度は,次世代の大容量イーサネットインターフェースとして標準化が進められている値であり,光ファイバ伝送技術による長距離通信の実現が期待されている。・・・(続きは本誌で)

コヒーレント光OFDMを用いた100 Gbit/s長距離大容量伝送技術

日本電信電話(株) 佐野明秀, 吉田英二, 宮本 裕

通信キャリアのバックボーン光ネットワークでは,急速に増大するインターネットトラフィックを柔軟かつ経済的に転送するために,WDM(Wavelength-DivisionMultiplexing)伝送システムの導入が進められており,波長あたりの伝送速度は10Gbit/sから40Gbit/sへと高速化が進展している。ITU-T(国際電気通信連合電気通信標準化部門)においては,光ネットワーク(OTN:Optical Transport Network)の国際標準化を進めている。一方,大容量コアルータ等のWDMシステムに接続されるクライアント装置側の光インタフェースについては,IEEE 802.3委員会において100Gbit/sの超高速インタフェースの標準化が進められている。このような背景から,将来のOTN においては,波長あたりの伝送速度が100Gbit/s,総伝送容量が10Tbit/s級の超大容量高速WDM伝送システムの実現が期待されている。・・・(続きは本誌で)

光通信用プリコーディング技術

三菱電機(株) 水落隆司, 杉原隆嗣

光ファイバの波長分散による波形歪みをデジタル信号処理による適応等化技術を使って電気的に等化する研究が進んでいる。従来の分散補償ファイバに変わる技術として,送信側におけるプリコーディング,受信側におけるDecision-Feedback Equalizer (DFE)やMaximum-Likelihood Sequence Estimation (MLSE),デジタルコヒーレント検波後に線形フィルタで等化する方法,さらには直交マルチキャリアによりシンボルレートを落とし分散耐力を増すOrthogonal Frequency DivisionMultiplexing (OFDM)などが提案されている。なかでも,プリコーディングは,既知のデータ系列を光ファイバの波長分散の逆特性で畳み込み演算する簡便な方法であり,雑音強調の問題も起きず,また送受協調等化6)を行うことで適応等化も可能となることから有望な方式と期待されている。本稿では,まず2章でプリコーディングの研究の歴史と原理を説明し,3章で光ファイバの分散等化の研究を紹介する。・・・(続きは本誌で)

リアルタイムデジタルコヒーレント受信技術

富士通(株) 星田剛司, 中島久雄, Jens C. Rasmussen

コヒーレント光受信方式は,直接検波方式と比較し高い受信感度の実現が可能であることから,光ファイバ通信システムの再生中継距離拡大を目指して1980 年代から1990 年代の前半にかけて盛んに研究された。またこの時期に,そのバリエーションであるデジタルコヒーレント受信方式についても,先駆的な検討がなされた。しかし,光中継増幅技術の登場や波長多重伝送方式の普及の結果,光ファイバ通信システムにコヒーレント受信を採用する動機付けは一旦失われ,約10 年間この分野の研究開発は停滞することになった。・・・(続きは本誌で)

直接検波を用いた光多値変復調方式

(株)日立製作所 菊池信彦

光ファイバ通信の1波長あたりの伝送速度(ビットレート)は40ギガビット/秒に達し,今後も100ギガイーサなどの高速アプリケーションの普及を控えさらなる高速化の要求が高まっている。また都市内および都市間を結ぶ光ファイバ回線のさらなる大容量化のニーズも高まっている。このような光ファイバ回線では,波長がわずかずつ異なる数10チャネルの光信号を高密度に並べ,一本の光ファイバで数テラビット/秒の大容量伝送を実現する波長多重伝送が採用されている。このような回線の総伝送容量を高めるには,スペクトル利用効率の向上,すなわち各信号の占める波長帯域(スペクトル幅)を同じに保ったまま,1波長あたりの伝送速度を数倍に高める高速化技術が必要となる。光多値通信は,光の波の性質を利用し精密な変復調を行うことで多量の情報伝送を行う技術である。・・・(続きは本誌で)

光デジタル変復調技術への期待

山形大学 中川清司

個々の人間はか弱き生物であるが,関わりのある相手との意思の疎通など社会的活動を行うことで,大きな発展を遂げてきた。言語と表情による面談から,文字の発明,さらには19世紀初頭の電気通信の実現により,知識の集積と社会の発展が加速されている。そのための情報の生成・伝達・表現のための総合的手段として,数多くのメディア(媒体)が開発され,それらの応用が広がっている。21世紀に入った今日,「いつでも,どこでも,誰とでも,なにとでも」通信できるユビキタス情報通信社会へと変わってきている。人間あるいは自然界で検知できる多くの信号は,アナログ信号である。しかし,音声のみならず画像,データなど多種多様な情報を伝達するために,デジタル信号の形で一元化し,デジタル通信システムを構築すれば,効率良く伝達することが可能になる。本稿では,半世紀にわたる超高速大容量のデジタル伝送方式の研究開発の急速な進歩を,中心と思われる技術の側面からたどってみたい。・・・(続きは本誌で)

特別企画

第9回ファイバーオプティクスEXPO/レーザー&オプティクス2009

出展各社の戦略製品

レーザー学会第29回年次大会のお知らせ

新連載・シリーズ

光学技術者のための電磁場解析入門 第1回 電磁波解析を用いた回折光学素子設計と応用システム

日本女子大学  小舘 香椎子

近年の増え続ける大容量の情報の高速伝送・処理に向けて,光を媒体とするフォトニックネットワーク,光情報処理の必要性が高まり,実用化に向けた全光システムの開発が急がれている。これらの実用システムに不可欠な光機能デバイスとして,従来からのレンズやプリズムなどの屈折光学素子に代わり,分岐・合波・結像・波面変換やこれらの複合機能を持ち,光の回折現象を効果的に利用した小型・薄型・軽量な微細回折光学素子(Diffractive Optical Element :DOE)が注目されている。・・・(続きは本誌で)

光技術者のための基礎数学 第1回 三角関数I

職業能力開発総合大学校 河合 滋

この連載は,主に光学技術に関わる人を対象に,光学分野の教科書や論文を読み進めるために必要な数学の知識を,高等学校レベルからわかりやすく解説するものである。光学分野で用いられる数学は,決して難しいものではないが,高等学校の3 年間で学習するほぼすべての数学と,大学低学年で履修する理工学系の数学の多くを含んでいる。この連載では,光学分野で必要な数学のみを対象にし,逆に,抜けのないようにこれらの分野を網羅する予定である。各項目は,1 回ないし2 回で完結し,その数学が光学分野でどのように使われるのかということを併せて解説する。また,数学は,解説を読んだだけでは完全に理解したとは言えないので,毎回演習問題を出題し,翌月に模範解答を示して,紙と鉛筆で理解を深められるようにする予定である。関連する項目を参照できるようにするため,式や図は,連載の中で通し番号とする。・・・(続きは本誌で)

連載・シリーズ

USA Today 第13回 米国大統領選と金融危機─ハイテク産業はまだ死なない!?

Optomarketing USA 中島和宏

世界中から注目を浴びていた米国の選挙が終わった。蓋を開けてみれば,米国史上初の黒人大統領の誕生,しかも40 年以上ぶりの高い得票差,対する共和党地盤州の制覇,上院・下院共に圧勝,地方行政選挙・住民投票に対する多大な影響……。Barack Obama 上院議員(47歳)がリードしてきた快挙は,数多く米国史上に残るものばかりだ。だが,史上稀に見る金融危機の最中に大統領となる若き氏を,米国メディアは,大恐慌時に就任したFranklin Roosevelt 大統領や,古くは南北戦争に直面したAbraham Lincoln大統領などに投影して,国民の「希望」に叶う「変革」を実現必須の多大な責務を負うとしている。金融危機は,我々IT 業界にも大きく影を落としている。企業再編から会社更生法適用や大型レイオフまで,はたまたレイオフ社員による社長等殺人事件も発生,巷のニュースでは「ネタ」に困らない。・・・(続きは本誌で)

発明・特許のこぼれ話 第13回 凧とカイト

SMK (株) 鴫原正義

正月というと昔から男の子は凧上げ,女の子は羽根突きなどが定番とされていましたが,最近はなかなかそのような風景を見かけることがなくなってしまいました。自分の子供時代を思い出すと様々な環境の変化と風化に内心驚かされることがあります。しかし,羽根突きはともかく凧の場合は進化とも言っても良いのかも知れません。古くは中国の戦国時代の魯般(又の名を公輪班とも言う土木建築技術の達人)が木鳶を作って飛ばしたと,「孟子」離婁篇,「荀子」法行篇などに記述されているそうです。即ち,紀元前500 年頃の中国には木鳶と呼ばれた木の凧が有り,その後も幾つかの文書に凧に関する記述が残されているのです。・・・(続きは本誌で)

技術士PLAZA 第13回 技術士の課題

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65回 (社)日本写真学会 医用画像研究会

大阪大学 松本政雄

日本写真学会の技術部会の中の医用画像研究会は,2005 年に元庶務理事のコニカミノルタエムジー(株)の本田凡氏が最初に始められ,私もこの時からいっしょに活動してまいりました。現在までのその活動の経過を報告します。2005 年7 月2 日に,本学会と(社)日本放射線技術学会と共同で,「乳房撮影におけるアナログ画像とディジタル画像の現状と将来」と題する第1回共同開催シンポジウムを東京新宿の明治安田生命ホールで開催しました。本学会が担当した午前中のセッションは「乳房撮影技術の現状と将来」で,富士フイルムメディカル(株)の岩崎信之氏に「乳房画像入力技術」,コニカミノルタエムジー(株)の大石 篤氏に「乳房画像出力技術」,岐阜大学大学院の藤田広志氏に「乳房画像処理技術」について講演していただきました。・・・(続きは本誌で)

事例に学ぶ光・電子分野の知的財産 第13回 半導体集積回路法

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

「電子立国日本の自叙伝」なるNHKのテレビ番組を覚えておられる方は相当数と思料される。放送当時前,我が国は世界最大の半導体生産国となり,その生産量は全世界の半分を占め,半導体産業は,自動車産業とともに日本経済の二大牽引力とされ,それが故に外資導入の源泉ともなっていた。本「電子立国日本の自叙伝」は,アメリカが開発した新技術を日本の技術者がいかに吸収し追いついたのかについて,ターゲットである半導体を浮き立たせるべく半導体産業の全貌と,それを生み出し,発展させ,産業に築き上げた日本の科学者や技術者たちの考え方や生き方に触れ,もってハードウェアの歴史と現状(放送当時)を描いたドキュメンタリーである。・・・(続きは本誌で)

光技術の研究開発・特許動向供慎蚕冓未妨る最新情報 第133回 複数個の部分からなる活性媒質の構造または形状

嶋本国際特許事務所 嶋本久寿弥太

半導体光増幅器では,反転分布が形成された半導体活性媒質と入射光との間で発生する誘導放出を用いており,光ファイバ増幅器などで知られるレーザ媒質中で引き起こされる誘導放出現象や,ラマン増幅で知られる信号光が透過する媒質の非線形光学効果による誘導散乱現象が見られる。複数個の部分からなる活性媒質の構造または形状(H01S3/07)の特許出願公開は,16年間に152社(うち外国企業60社,個人5名)が参入し,特許出願公開件数は1120件に達している。・・・(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」と「IT市場ウォッチング」は都合により今月はお休みとさせていただきます。

気になる高出力CO2レーザ加工機市場の行方

ここで言うCO2レーザ加工機は,出力1kW以上のものを指す。用途は切断・穴あけ加工の比率が最も高く,金属・非金属を対象とした薄板・中厚板材への適用が中心となっている。需要先となる産業分野も幅広く,例えば,自動車,橋梁,造船,建築,産業機械など多岐にわたる。このような産業分野において,CO2レーザ加工機は従来の工作機械の代替や加工ニーズの多様化に伴って普及してきた。では,レーザ加工機が導入時に求められるものは何なのか。今年の日本国際工作機械見本市『JIMTOF2008』に出展した加工機メーカに共通していたのは「加工スピード」と「加工品質」だ。・・・(続きは本誌で)

加速する微細化!半導体微細加工装置の開発動向を探る

微細化が急速に進む半導体。その製造工程には,レーザなど多くの光技術が応用されている。露光技術や計測・検査技術,リペアやウェハの切断,マーキングなどだ。いずれも製造工程において,欠くことのできない重要なプロセス技術となっている。これらの技術を装置化したものを,この12月に開催されたセミコン・ジャパンでも見ることができた。そこで今回は,半導体微細加工という観点から露光とダイシング(切断),マーキングプロセスにおける各装置の開発動向をレポートしたい。・・・(続きは本誌で)

再燃するヘッドマウントディスプレイの開発競争

ヘッドマウントディスプレイ(HMD: Head Mount Display)の開発が,再び熱を帯びている。HMDといえば今から10年前の1990年代後半から2000年代初めにかけ,競って製品化が行なわれていたことは記憶に新しい。国内ではソニーやオリンパスが,ゲームや映画鑑賞といったAV用途向けにHMDを発売していた。当時のHMDは映像の個人鑑賞を目的としていたため,アイマスクのように両目を覆うデザインであった。このため視覚が外界と完全に遮断されてしまい,使用中は行動が大きく制限されてしまうだけでなく,人前では使いづらいといった弱点があった。また,当時の宣伝文句であった「手軽な大画面」も,今となっては薄型テレビの大画面化・低価格化により訴求力が無くなっている。・・・(続きは本誌で)

CDの復権なるか!?高音質CDの実力とは

ソニーミュージックエンターテイメントは,2008年12月24日よりBlu-rayディスクの素材と製造技術を応用した『Blu-spec CD』を発売すると発表した。『Blu-specCD』はRed bookに準拠しており,これまでのCDプレーヤでより質の高い音楽が楽しめるものだという。現在,幾つかのこうした「高音質CD」が製品化されており,中には1枚20万円もする「超」高級CDも登場している。これらの高音質CDは,どのようにして通常のCDよりも高い音質を実現しているのであろうか。高音質CD(ディスク)は,90年代後半にも登場している。そのひとつが,ソニーやフィリップスが開発した『SUPER AUDIO CD』(SACD)だ。『SACD』はCDという名前こそ付いているが,その構造はむしろDVDに近いもので,CDとはまったく互換性を持たない規格である。・・・(続きは本誌で)


HEADLINE NEWS

DATA ROOM

▼ガラス製光ファイバ・ケーブル輸出量,34ヶ月連続のプラス
▼コンパクトデジタルカメラの生産実績,8ヶ月連続のマイナス
▼民生用電子機器国内出荷金額,対前年同月比90.8%の2,259億円

PHOTONICS SPECTRA

▼PerkinElmer,事業部門再編へ
▼IPG,売上29%増

CALENDAR

EVENTS

▼応用物理学会関西支部セミナー「光物性とその応用」窒化物半導体の光物性とデバイスその最近の展開
▼オプトロニクスセミナー実習で学ぶ光学部品評価
▼日本光学会第35回冬期講習会 光学設計概論 −基礎からの光学設計−
▼平成20年度日本光学会関西講演会(応用光学懇談会第138回講演会)「プラズモニクスの最前線」
▼日本光学会産学官連携委員会 第4回光応用新産業創出フォーラム
▼第111回微小光学研究会「超高速光情報処理と微小光学」
▼日本光学会 第34回光学シンポジウム「光学システム・光学素子の設計,製作,評価を中心として」
▼InterOpto '09

PRODUCTS INFORMATION

※お詫びと訂正
12月号「光の研究コミュニティ」において「(社)日本写真学会」の名称が「(社)写真学会」に,また池州悟様の所属「コニカミノルタテクノロジーセンター」が「コニカミノルタ」と間違って掲載されておりました。深くお詫び申し上げますと共に,訂正をさせていただきます。

今月のコメント

新年,明けましておめでとうございます。新しい年が皆様方にとって良い年でありますよう,心よりお祈り申し上げます。

とはいうものの,米国のサブプライムローン破綻をきっかけに発生した国際金融危機は実体経済にも深刻な影響を与えていて,世界同時不況の先はまったく見えないというのが現状です。ですが,暗くなってばかりいても仕方ありません。こんな時だからこそ敢えて前向きに。そうでないと,負の連鎖をさらに加速させてしまいます。

テレビではやたら悲観論を煽り立て,世の中を嘆いたり憤慨したりしてますが,どうも何か勘違いしていて,我こそが正義なりと自己陶酔に浸っているのではないかと思うことがよくあります。誰かを糾弾するだけではなく,当事者になったと仮定して,ではどうしたら良いかということを,後々を含め責任持って発言して欲しいと思います。責任を取らなくて良い立場なら何とでも言えます。井戸端会議ならそれで許されますけど,自戒の念を込め,兎にも角にも「世の中が悪いのは自分以外の誰かのせい」では,なかなか良くならないと思うのであります。

ところで,国際教育到達度評価学会(本部オランダ)が4年に1回実施する小学4年と中学2年を対象にした国際数学・理科教育動向調査の結果発表によりますと,日本は小学4年が算数と理科で参加36か国・地域中4位,中学2年では48カ国・地域中,数学5位,理科3位という成績だったそうです。

この成績は,点数を含め前回2003年と同レベルということで「上位をキープ」,「学力低下に歯止めがかかった」という評価も聞かれますが,気になる点もあるようです。日本で算数・数学と理科の勉強が楽しいと答えたのが小学4年で7割と9割なのですが,これが中学2年になると4割と6割に減ってしまう。国際平均と比べると20から30ポイントも低いということです。

ノーベル物理学賞を受賞した益川敏英教授は子供の頃,銭湯の帰りに何時も父親から「なぜ○○は起こるのか」といった科学・技術の話を聞かされて,理科を好きになったそうです。好きになったら夢中になれます。如何に答えてあげるかを含め,子供たちの「なぜ」を大切にしてあげたいですね。

今月号の特集はフォトニックトランスポートの最新技術,特に光変復調技術の最新動向を紹介していただきました。特集の中でも取り上げられているコヒーレント光通信は1990年頃までは活発に研究が行なわれていたのですが,EDFA(エルビウム光ファイバ増幅器)の登場で一旦下火になってしまい,それがここ数年で復活してきたものです。私事で恐縮ですが,かつてコヒーレント光通信の特集を企画する祭,親切にご指導いただいた東京大学の故・大越孝敬教授のことが思い出され,とても感慨深いものがありました。

それから,先月号でもお知らせした新連載が2本スタートします。「光学技術者のための電磁場解析入門」と「光技術者のための基礎数学」です。また,新春特別企画として毎年恒例,我が国を代表する先端技術産業関連のシンクタンクの方々に,今年の光エレクトロニクス市場を占っていただきました。

ということで,本年も光情報てんこ盛りの月刊オプトロニクスを何卒よろしくお願い申し上げます。

編集長 川尻 多加志

■次号(2月号)の予定

「ナノフォトニックデバイスの挑戦」

▼総論
▼量子ドットレーザ
▼量子カスケードレーザ
▼第一光子発生素子
▼フォトニック結晶を用いた光デバイス
▼ナノプラズモニクスの光デバイスへの応用
▼スピントロニクスによる光量子変換デバイス
(都合により,内容に変更のある場合があります。)

(都合により,内容に変更のある場合があります。)

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