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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!
 
2010.1 vol.29 No.337
新春特別企画 光エレクトロニクス市場の趨勢に迫る!

構造変化を迎えた光エレクトロニクス産業

(株)野村総合研究所 藤浪 啓

ブロードバンド化の動向とFTTHの将来予測

(株)三菱総合研究所 二瓶 正

照明用途白色LEDの現状と将来展望

(株)矢野経済研究所 日栄 彰二

1月号 特集 ネットワークの省エネ化を実現する光技術

グリーンICTの実現に向けた光技術の役割

名古屋大学 佐藤 健一

2020年迄に温室効果ガスの25%削減(1990年比)という目標が発表され,今後,関連分野における研究開発が加速される状況に有る。情報通信はその発展により,将来的に温室効果ガスの削減に大きな役割を果たすことが期待される一方,現状のインターネット技術においては,トラフィックの増大によるルータ・サーバ等の消費電力によるボトルネックが生じることが予測されている。情報通信社会の今後の継続的な発展を実現するためには広範囲な技術開発が必要であり,世界各国の通信キャリア,サービスプロバイダ,ベンダもグリーンICTの実現に向けて様々な技術開発を行っている。本特集号ではICTにおける通信ネットワーク関連技術に焦点を当て,各分野の専門家に光技術によるネットワークの省エネ化のポイントと最新の状況を解説して頂く。・・・(続きは本誌で)

インターネットトラヒックとICTエネルギーの課題

(独)産業技術総合研究所 挾間 壽文

総務省発表によると2009年5月にインターネットからダウンロードされた平均トラヒックは1.234Tbpsであり,2004年の調査以来はじめて1Tbps を越えた。このトラヒックは,1日当り13.3PBの情報量に相当し,これを1ブロードバンド(BB)契約当たりでみると431MBとなる。1年前の2008年5月では324MBであり,この1年間で107MB増加したことになる。この増加が0.5Mbpsの映像ストリーミングによるものとすれば映像情報への接触時間が30 分弱増加したことに対応する。図1に,2004年から2009年までの総務省発表のインターネットトラヒック,同発表のBB 契約数及びその内訳の1つであるFTTH契約数の推移を示している。・・・(続きは本誌で)

グリーンネットワークを実現するダイナミック光アクセスシステム

日本電信電話(株) 木村 秀明,葉玉 寿弥

日本におけるFTTHの普及は著しく,通信系インフラも水道,電気、ガスと同様にライフラインとしての意識およびその重要性が増している。図1はFTTHを支えるアクセス系システム開発トレンドとユーザトラフィック量の予測を示している。1ユーザ当りの平均トラフィック量は年率1.3倍程度で増加しており,2020年頃には1ユーザ当りの平均トラフィック量は現在の数十倍となると予想されている。現在,更なるトラフィック需要を支えるシステムとして,イーサネットをベースとしたGE-PONシステムの更なる高速システム10GE-PONの研究開発および標準化活動(IEEE,ITU-T)が行われている。GEPONおよび10GE-PONは時分割多重技術(TDM)をベースとしたアクセスシステムで,一般に電気デバイス性能依存性が高いとされている。一方,これまで動作速度限界説がささやかれながらも確実にその性能向上を果たしてきた電気デバイス技術もその限界が見え始めてきている。・・・(続きは本誌で)

サーバーの低消費電力化に向けた光インターコネクト

IBM東京基礎研究所 中川 茂

100年に一度といわれる経済危機,二酸化炭素濃度の増加とそれに起因すると考えられる地球温暖化や気候変動,人口増加とエネルギーをはじめとする天然資源の不足。急速かつ継続的に変化していく環境の中で,これまで先進国といわれてきた国以外の,より多くの国と地域が今後発展していくと予想されており,そのことがさらに環境の変化を加速させている。多くの事象が複雑に絡み合う中で,時空間に広がる様々なデータを集め,その膨大なデータを迅速に処理,解析し有意な情報を得ることで,これからの課題に対応していくことが求められている。複雑多岐にわたるデータ処理を行う高性能サーバーの性能は現在10年で約1,000倍のペースで向上しているが,消費電力を如何に抑えるかが今後システムを高性能化する鍵となっている。・・・(続きは本誌で)

GE-PON 低消費電力化技術

三菱電機(株) 中川 潤一,小崎 成治,木田 等理

地球温暖化問題は年々深刻さを増しており,世界全体で取り組むべき対応に関して盛んに議論が行われている。そのような中,ICT(情報通信技術)は,経済活動の効率を飛躍的に高め,人々の生活の利便性向上に大きく寄与すると同時に,エネルギー利用効率の改善や,人・物の移動の削減などにより高いCO2排出削減効果を生み出すと期待されている。一方で,近年のネットワークの急速な高速・広帯域化から通信機器の消費電力も増加の一途をたどっており,装置自体の低消費電力化が強く求められている。一方,FTTH(Fiber To The Home)に代表される光アクセスシステムでは,2004年に伝送速度が上り下りとも1Gb/sのGE-PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network)システムが商用導入されたことを契機にFTTH加入者数は急激に増大し,2009年度6月末には1,589万加入を突破した。ブロードバンドサービス加入者数全体の過半数以上である51.4%を占めるにまで拡大した。このような背景の中,特に装置数の多い光アクセスネットワークに対しても,システム全体での低消費電力化が強く求められている。・・・(続きは本誌で)

通信用光デバイスの低消費電力化

日本電気(株) 阿部 雄二,中村 滋,石坂 政茂

1980年代初頭に光ファイバ通信が実用化されてから30年近くが立ち,この間の技術進歩には目覚しいものがあるが,近年の爆発的なインターネットの普及により通信回線容量は現時点においても増加の一途を辿っている。基幹回線では当初数10Mbpsであったものが現在は40Gbpsにまで高速化されており,総容量でみると1990年代半ばから導入された高密度波長分割多重(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)技術と組み合わせることで1.6Tbpsにまで拡大されている。この大きな変化の過程で光ファイバ通信に使用される光デバイスは,高速化,DWDM対応化等,単に必要となる新しい機能を実現するだけではなく,小型化,広温度対応化,低消費電力化,低コスト化,といった質的な変化が求められ,実際に行われてきている。特に低消費電力化は昨今の地球環境問題から今後ますます重要となる課題である。本稿では,大きく市場を拡大している10Gbps光インターフェースモジュールにおける低消費電力化の変遷をレビューするとともに,次世代技術として注目されているシリコンフォトニクスによる低消費電力化について紹介する。・・・(続きは本誌で)

特別企画

第10回ファイバーオプティクスEXPO/第3回フォトニクスジャパン

出展各社の戦略製品

レーザー学会第30回年次大会のお知らせ

連載・シリーズ

発明・特許のこぼれ話 第25回 正月の餅

SMK(株) 鴫原 正義

明けましておめでとうございます。正月といえば昔から,おせち料理とお餅が食の主役になります。古い風習ではありながらも,最近はそれなりに近代化し和洋入り混じったおせち料理が多くなっています。今回はもうひとつのお餅の世界を覗いてみました。餅の食文化を持つのは東南アジア地域に限られるようで,日本には稲作の伝来と供に伝わってきました。お餅には神霊が宿るとされ,平安時代から正月や祭事の折に餅を供物とする風習がありました。また,鏡は霊力を持つものとされ,丸いお餅が神霊の宿る鏡に見立て“鏡餅”となったそうです。餅には数多くの種類があります。もち米をついて作る餅の他に,蒸したり練ったりする餅があり,うるち米や小麦粉,でん粉などを使った餅もあります。・・・(続きは本誌で)

原点に戻って学ぶレーザー原論 第10回 レーザーの原理(2)光の増幅とレーザー発振

(独)科学技術振興機構 黒澤 宏

静止した原子のエネルギーは電子が持つエネルギーによって決まる。原子内の原子核のクローン引力によって電子が原子内に閉じ込められているとき,その電子は任意のエネルギー値を持つことができず,飛び飛びの値しか取ることができない。これが量子力学の結論である。このような原子のエネルギー準位間の移動によって,光を吸収したり,光を放出することを前回見てきた。今回は,原子のエネルギー準位から話を初めて,レーザー発振に至る過程について詳しくお話しする。今回は末田正著「光エレクトロニクス」(参考文献1)を参考にさせていただいた。・・・(続きは本誌で)

光学技術者のための電磁場解析入門 最終回 FDTD法を用いた生体内光伝搬解析と拡散光トモグラフィへの応用

北見工業大学 谷藤 忠敏

波長0.7-1μmの近赤外光は,生体の主要成分である水と血液の吸収が小さいため,生体中を深さ数cm程度までは伝搬する。生体の分光学的な窓と呼ばれるこの波長帯で,酸化及び還元ヘモグロビン(HbO2及びHb)は図1に示すような特異な光吸収スペクトルを示す。従って,生体に2波長の近赤外光を照射して,生体内部の光吸収係数分布を測定すると,HbO2及びHbの濃度分布の推定が可能となる。HbO2は細胞に酸素を供給して,活動エネルギーを生み出す重要な役割を担っており,生体中のHbO2濃度分布は生体の代謝活動を可視化する上で重要な指標である。近赤外光を用いて生体内の光吸収や散乱係数等光学パラメータを推定する拡散光トモグラフィ(Diffused Optical Tomography ; DOT)は,アルツハイマー病診断や脳機能障害回復のためのリハビリテーション効果測定,脳波とDOT等を組み合わせて脳の情報を直接解読するブレイン・ネットワークインターフェイス等への応用に向けた研究が進められている。・・・(続きは本誌で)

光技術者のための基礎数学 第13回 ベクトル解析II

職業能力開発総合大学校 河合 滋

光波の振幅が正弦波状に変化するということは,マクスウェルの方程式(Maxwellユs Equation)から計算される波動方程式(Wave Equation)の解として求められる。
(1)マクスウェルの方程式
電界振幅Eと磁界振幅Hの関係を与えるマクスウェルの方程式は,以下の4つの式で表される。・・・(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145回 量子ドット太陽電池

嶋本国際特許事務所 嶋本 久寿弥太

太陽電池のなかで,変換効率の向上など最も重要な研究を進めている半導体の量子ドットを利用した量子ドット太陽電池は,各区の大きさの直径がおよそ10nm以下の量子ドットと呼ばれる容器に電子を閉じ込め,その性質を利用したものである。閉じ込められた電子に光が当たると,電子は光エネルギーを吸収するが,この高エネルギーが放出されるときに電気エネルギーになっている。量子ドットの素材としてはいろいろなものが挙げられているが,代表的なものは,CdS(カドミウム・イオウ)量子ドット,InGaAs(インジウム・ガリウム・ヒ素)量子ドット,Si(シリコン)量子ドットなどが挙げられている。量子ドットは直系の制御によってその大きさを変えると,サイズに応じ吸収光の色や波長が変化することができ,これらを量子ドット効果と呼んでいる。・・・(続きは本誌で)

光ファイバ通信の予言者,Charles K.Kao博士

諏訪東京理科大学 西澤 紘一

急がれる標準化!光触媒市場の新たな展開とは?

可視光応答型光触媒が実用段階に近づき,いよいよ光触媒市場の本格的な展開が期待されているのは,一昨年11月号の小欄でお伝えしたとおりだ。しかし,如何に優れた技術であっても需要が無ければ市場は成立しない。現在のところ,光触媒の有効性は証明されているにも関わらず,アプリケーションはまだまだ限られている状態であり,一層の普及を目指すには現状を打破する必要がある。3兆円とも試算される光触媒市場。しかし,そのポテンシャルを引き出すために必要なのは,技術だけではないことが見えてきた。光触媒工業会の調査によれば,2006年には700億円を超えていた光触媒市場だが,その後は減少に転じている。その原因の一つとして昨今の不況もあるが,光触媒研究の第一人者で東京大学教授の橋本和仁氏は,10月に行なわれた光触媒国際展の講演の中で「光触媒市場の拡大のためには次の展開が必要」と,アプリケーションの不在を訴えている。・・・(続きは本誌で)

環境製品がカギ?光電センサの現状と将来

金融危機以降,自動車をはじめとするメーカの設備投資は大きく冷え込んでおり,その影響はファクトリー・オートメーション(FA)関連装置メーカにも暗い影を落としている。FA製品には光技術を応用した物も多く,中でも「眼」や「触角」としての機能を果たす光電センサは,あらゆる生産ラインにて使用される基本デバイスだ。それだけにコモデティ化も進んでいるが,言い換えればその市場動向は,経済状況を知る上で鑑となるものだ。厳しい経済情勢を受け,光電センサ市場も低迷を余儀なくされているが,調査会社は来年以降,市場は回復に向かうと見ており,中でも次世代自動車や環境対応製品がその需要をけん引していくという。光電センサはレーザやLEDを光源とする非接触の検出装置で,光の射出部と受光部の間を物体が通過する際に生じる,光の変化を検知する。検出方法によって,透過式や拡散反射式といったタイプがあり,半導体等の微小物体には,検出光を光ファイバによって導くファイバタイプも用いられている。・・・(続きは本誌で)


NEWS FLASH

DATA ROOM

▼液晶テレビ輸入数量,11ヶ月連続のプラス
▼太陽電池モジュールの生産実績,6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114.9%の2,596億円

CALENDAR

EVENTS

▼特定非営利活動法人 日本フォトニクス協議会(JPC)設立記念フォーラム
▼共催セミナー「イメージングメディアの画質評価」
▼レーザー誕生50周年記念シンポジウム,光拠点合同シンポジウム
▼月刊オプトロニクス新春セミナー「光エレクトロニクス産業マーケット動向」

PRODUCTS INFORMATION

※今月号のUSA Todayは,著者の都合によりお休みします。

今月のコメント

新年,明けましておめでとうございます。昨年は世界的な不況の影響で多くの企業が業績を落とし,大変厳しい1年であったと思います。
一方で「安い」というセールスポイントを前面に打ち出して業績を上げた企業もありました。
880円のジーンズや9,000円のスーツが登場したのにも驚かされました。
ものの値段は確実に下がっているようです。飲食店などにおける価格も値下げ合戦の様相を呈しています。
安いものが手に入ることは消費者にとって良いことでしょうが,安く作るために人件費等が削られ,回りまわってデフレ・スパイラルになってしまうとも危惧されています。
悪い方向に向かわなければ良いのですが・・・。

今年はレーザ発振50周年にあたります。
セオドア・メイマン博士がルビーレーザの発振に成功したのが1960年の5月。
昨年のノーベル物理学賞は,レーザと光ファイバを用いる現在の光通信の礎を築いたチャールズ・カオ博士が受賞しました。
月刊オプトロニクスでは,この50周年を記念して1年間,表紙にオリジナルのロゴ・マークをつける事にしました。

読者諸兄を始めとして関係者の皆様方にとって,本年が良い年でありますように。
また,引き続き月刊オプトロニクスをよろしくお願い申し上げます。

今月号の特集は,通信ネットワークの省エネルギー化を実現する光技術に焦点をあてました。
トラフィック増大に伴って今後,通信ネットワーク分野における消費電力が急激に増えて行くと予想されています。
特にルータは,このままのペースでトラフィックが増えて行った場合,我が国では2035年の年間総消費電力が2007年時点の年間総発電量に達してしまうとも言われています。
特集では,この問題に光技術はどう貢献するのかを探りました。
企画していただいたのは名古屋大学・工学研究科の佐藤健一教授。
光技術に期待が集まっています。

この他,特別企画では国内市場調査会社の方々に,光エレクトロニクス関連の市場動向をレポートしていただきました。
今回の世界不況は光エレクトロニクス産業にも深刻な影響を与えています。
本レポートが今後のビジネス展開の参考になれば幸いです。

政府の行政刷新会議の作業グループが,次世代スーパーコンピュータを始めとした科学技術関連予算の削減・廃止を相次いで決めた事に対し,各方面から批判の声が上がっています。
印象的な発言の一つが,ジャーナリストの立花隆氏の「日本をつぶす気か」(12月4日付け日刊工業新聞)だったのですが,ノーベル化学賞受賞者である理化学研究所の野依良治理事長の「凍結を主張する方々は,将来,歴史という法廷に立つ覚悟ができているのか」(11月25日・YOMIURI ONLINE)はさすが名言。
今後どうなるかは未定のようですが,これらの批判に対して仕分け側の人間が「ちゃんと説明してくれれば分かったのに」みたいな事を言うのには首を傾げました。

編集長 川尻 多加志

■次号(2月号)の予定

「インプリントリソグラフィのフォトニクスへの応用(仮)」

▼総論ー研究開発の現状と課題ー
▼光学素子への熱プリント技術の応用ー高アスペクトパタンの形成ー
▼分布帰還型半導体レーザの回折格子へのUVナノインプリント技術の応用
▼UVインプリントによる各種基板上への回折格子形成技術
▼光学素子用インプリントリソグラフィ金型の作製技術
▼インプリントによる高輝度LEDの作製
▼インプリント法による有機デバイスの作製
(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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