月刊OPTRONICS

総　論

東海大学　山口　滋

　レーザーが発明されて50年が経った。レーザーの空間・時間のコヒーレンスを十分に利用して，通信・加工・計測の応用分野が伸長し，電気電子や機械といった産業の場でも我々の生活の場でもレーザーはなくてはならないものとなっている。科学技術も世に出て「天命を知る」だけの年月を経たといったところであろうか。本特集では，様々な環境計測に利用されているレーザーと応用技術，また，その科学技術展望を中心に各分野の専門の方にご寄稿をいただいている。・・・(続きは本誌で)

レーザーを用いた大気微量成分のリアルタイムその場計測

名古屋大学　中山 智喜，松見　豊

　近年，光計測技術の進歩に加えて，小型で低消費電力で取り扱いが容易なレーザーが比較的安価に利用できるようになってきていることから，レーザーを様々な大気微量成分や微粒子（エアロゾル）の計測に応用する試みが盛んに行われている。大気計測において，レーザーを吸収法や発光法における検出光光源に用いたり，質量分析法におけるイオン化光源に用いたりすることにより，計測の高感度，高精度化に加えて，高い選択性や時間分解能を得ることが可能となると期待される。本稿では，我々が開発しているレーザーを用いた大気微量成分およびエアロゾルの計測装置について紹介する。・・・(続きは本誌で)

ポンプ・プローブ法による大気中VOC分析

首都大学東京　中嶋 吉弘，梶井 克純

光を用いた火力発電所排ガス計測

（財）電力中央研究所　福地 哲生

　火力発電所など，燃焼炉を有する事業所は大気環境基準，排ガス規制に則すために排ガス中の有毒・有害成分を除去する必要がある。重油や石炭を燃焼した場合に最も問題となるのが硫黄酸化物（SO_x）であり，これを除去するために脱硫装置が備え付けられている。本稿では，主に脱硫装置の上流側の煙道内を対象とした排ガス計測について述べる。
　重油焚き火力発電所における排ガスの流れを図1に示す。燃料中に含まれる硫黄分は燃焼後SO_xとなる。その大部分はSO₂であるが，一部は酸化金属の触媒作用などで三酸化硫黄（SO₃）に転化する。・・・(続きは本誌で)

受動波長ロック型外部共振器（Passively Locked External Cavity, PLEC）半導体レーザーのキャビティリングダウン分光による大気微量ガス検出

東海大学　山口　滋

　実時間での微量ガス検出は，環境モニタリングや医療，各種プロセスコントロールの分野で需要が高まっており，1秒〜数分以内にppb〜ppmレベルのガスを選択的に検出可能なレーザー吸収分光法を用いた測定技術は盛んに研究されている。中でも，キャビティリングダウン分光法を用いたセンサーは非常に高い感度を，比較的小さなサンプリング体積内で得られる方法として，近年，研究報告がなされている。
　レーザー吸収分光分析を利用した分析手法の特質を表1に示す。・・・(続きは本誌で)

防災用ライダーを用いた気象急変予測 ─豪雨・落雷予測のための近距離大気／雲計測─

千葉大学　椎名 達雄

　今年の猛暑は他年に類を見ない程厳しいものであったが、それと同時に局所的な集中豪雨（通称ゲリラ豪雨）もまた都市部を中心に多大なる被害をもたらした。人工衛星による上空からの観察、気象予報技術の精度向上はもとより、AMeDAS(地域気象観測システム)、気象レーダー等の地上観測装置との総合的／統合的な気象状況の把握、理解は現在も絶え間なく続けられている。それでもなお気象災害による被害はなくならない。特に近年では地下街、地下施設への浸水等を始めとする都市型災害や人体ならびに電子機器への落雷被害（雷害）といった、 局所的で急峻な変化をもつ気象災害が目につく。本来であれば山間部や海岸地域で生じていた水害や土砂災害といった気象災害が、近代化した首都圏において車やエアコンによって排出された空気が周辺の外気温に影響を与え、都市部特有の特殊な気象災害「ゲリラ豪雨」を生じる引き金となっている。人工衛星による上空からの観測では雲の下で生じている現象が把握できず、AMeDASでは20km四方を1地点とする観測網故にそれより狭い範囲で生じる局所的で急峻な気象変化に、観測が追従できない。レーダーは使用に制限が大きい。局所的で急峻な大気変化を把握できる気象観測機器が必要とされている。・・・(続きは本誌で)

ライダーを用いた遠隔粉塵計測

（株）INCエンジニアリング　横沢　剛

　近年，大気中に浮遊している液体や固体の粒子状の物質への関心が高まっている。このエアロゾルとも呼ばれる浮遊粒子状物質は，人体に呼吸器疾患や花粉症等の健康影響を及ぼすのみならず，虹やブロッケン現象等の自然現象の主原因であり，地球温暖化にも影響を及ぼすことが知られている。酸性雨，黄砂，火山灰や人間生活により発生したエアロゾルによる気候変動，果ては隕石衝突により発生した大量のエアロゾルによる恐竜絶滅の可能性などエアロゾルに関連した自然・社会現象には枚挙に暇がない。
　このようなエアロゾルは，粒径や物性により様々な名称で呼ばれているが，「粉塵」という名称は固体物質がその性質は変えずに自然的，若しくは人為的な過程により粒径が1 mm以上の微粒子となったものを指す。・・・(続きは本誌で)

レーザ式ガス検知器を用いたメタンの測定

アンリツデバイス（株）　原　毅，鈴木 敏之

　レーザーメタン検知器は，東京ガス（株）とアンリツ（株）との共同開発によって2001年に世界で初めて商品化されたレーザー方式のメタン検知器である。遠隔から非接触で瞬時にメタンを検知できることが最大の特徴であり，最初の商品化以降，機器の小型化と性能向上を積み上げてきている。主に国内外の都市ガス業界の保安向上と業務効率の改善に貢献している製品であるが，大気中や地面などから湧出するメタン量を測定または監視する環境計測の用途にも利用できる。
　ここでは，レーザー方式のメタン検知器の動作原理と仕様･性能，および環境計測の応用事例について紹介する。・・・(続きは本誌で)

光等を用いた化学物質・毒物検知〜特に，化学剤の現場検知技術について〜

科学警察研究所　瀬戸 康雄

原点に戻って学ぶレーザー原論　第20回　レーザー光を操る技術（4）非パラメトリック非線形光学過程

（独）科学技術振興機構　黒澤　宏

　レーザー光が物質に入ったとき，今までお話しした非線形光学過程では，物質のエネルギー状態に変化はなかった。これをパラメトリック過程と呼んでいる。これに対して，入射前後で物質のエネルギー状態が変化するものを非パラメトリック過程と呼んでいる。非パラメトリック過程としては，可飽和吸収，二光子吸収，誘導ラマン散乱が代表的なものである。今回は，これらの過程に焦点を当て，それぞれの過程の詳細から，応用までの幅の広い話をする。・・・(続きは本誌で)

発明・特許のこぼれ話　第35回　レントゲンとX線

SMK（株）　鴫原 正義

　11月8日はウィルヘルム･コンラート･レントゲン（1845〜1923）がX線を発見した日であり，それに因んだ｢レントゲンの日｣です。一方，来月はノーベル賞の授賞式がありますが，第1回の物理学賞はレントゲンが受賞しているのです。X線の発見が物理，医学の他にも，医療・工業界にもたらした意義は途轍もなく大きいものがありますが，今回はこのレントゲンの周囲をもう少し検査してみましょう。
　レントゲンはドイツ･ライン地方で織物産業の盛んなレンネップという町に生まれています。父は織物商を営んでいましたが，後に一家は母方の実家が在るオランダの街に移り住みます。・・・(続きは本誌で)

光技術者のための基礎数学　第23回　幾何学（I）

職業能力開発総合大学校　河合　滋

　平面上の点は，2組の実数からなる，2次元の座標系で表すことができる。直交する2直線からの距離で表す直交座標系（Rectangular Coordinate System），直交座標系の2直線を斜交させた斜交座標系（Oblique Coordinate System），原点からの距離と，点と原点を通る直線が原点を通る半直線との成す角で表す極座標系（Polar Coordinate System）などがあるが，ここでは，一般的な直交座標系と極座標系について述べる。・・・(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155回　ナノシリコン（シリコン微粒子）

嶋本国際特許事務所　嶋本 久寿弥太

　ナノシリコン薄膜は，電子閉じ込め，発光および電子放出等に関して特異な物理現象を示しており，単一電子メモリLSI，光インターコネクションLSI，発光素子および軽量大画面の表示パネル等のデバイスへの応用が注目されている。
　また，ナノシリコン粒子は，蛍光発光半導体粒子材料が注目されており，デイスプレイ用蛍光材，照明器具材，化粧品，衣料品，服飾品，医薬品，医療用デバイスなどの広範な分野に応用されている。
　ナノシリコン関連の特許出願公開（国際出願，特許公表を含む）をみると，2001年（平成13年）1件，02年1件，03年2件，04年6件，05年20件，06年25件，07年24件，08年16件，09年15件，10年9件（〜9月9日）となっていて合計119件となっている。・・・(続きは本誌で)

パラダイムシフトを迎えた日本のICT産業の活路は？

編集部

経済産業省（経産省）は7月，「平成22年度版情報通信白書」を公表した。今回の特集は「ICTの利活用による持続的な成長の実現」。日本経済の礎である情報通信産業は，持続的な経済発展のために重要な役割を果たしているだけでなく，ICTを有効に活用することで，国民の福祉の充実や地域社会の絆を再生させる可能性があるとする内容をまとめた。
　また白書は，日本を取り巻くICTの現状と今後の見通しを分析し，進むべき方向性についても言及している。ここでは日本の情報通信産業の現状について，白書の見解を要約すると共に，他の資料も引用しながら，日本の情報通信産業の進むべき道を探る。・・・(続きは本誌で)

ディスプレイが映える技術が進展！

編集部

　　ディスプレイを彩る映像技術は着実に進展している。「3D元年」といわれる今年，テレビ用途を始め，プロジェクタ，レコーダ／プレーヤ，PC，デジタルカメラ／ムービなどで3D対応が加速している。
　Display searchの予測では，3Dディスプレイの世界市場は2018年には1億9,600万台，220億ドルに成長するとしている（図1）。市場拡大の牽引役とされる3Dテレビ市場に関しては2009年の20万台から，2018年には6,400万台に増加すると予測しており，2018年には推定170億ドルに成長するとしている。
　一方，米国Appleの「iPhone」，「iPad」の登場で，多機能携帯端末市場も活況を呈しており，これに伴ってタッチパネルの市場も拡大傾向にある。2009年のタッチパネル世界市場は43億ドルを超えるまでに成長，スマートフォン向けがそのうちの48％を占めている（Display search調べ）という。・・・(続きは本誌で)

NEWS FLASH

▼ノーベル化学賞に北海道大学・鈴木章氏，パデュー大学・根岸英一氏が受賞
▼NICTなど，量子暗号ネットワーク試験運用システムを開始
▼東京大学など，室温動作ナノフォトニックデバイスを世界で初めて実現
▼日立製作所，伝送速度100Gb/sの低消費電力型小型光受信器を試作
▼ソニー，LDと光学モジュールを組み換え可能な光学ピックアップを開発
▼フジクラ，出力300WのCWファイバレーザを開発
▼京都大学とウシオ電機，高出力・高効率の深紫外半導体光源を開発
▼NIMS，水晶波長変換デバイスで波長193nm真空紫外光の発生に成功
▼日立ディスプレイズ，MEMSシャッタ方式ディスプレイを開発
▼ブラザー工業，ヘッドマウントディスプレイを商品化へ
▼カネカ，有機EL照明デバイス市場に参入
▼浜松ホトニクス，MEMS技術を用いた光電子増倍管を開発
▼オプトロニクスフェア2010 in 浜松開催へ
▼TII，計測機器のユニソクを買収
▼オキサイド，マグネスケールのDUVレーザと半導体検査装置事業を譲受
▼第3回レーザー学会産業賞の公募を開始
▼電子情報通信学会，平成22年度功績賞に伊藤弘昌氏，内田直也氏が受賞
▼第13回光設計賞受賞者が決定
▼グリーンITアワード2010で，量子ドットレーザが経済産業大臣賞を受賞

MARKET WATCH（新企画）

▼光通信市場，回復基調へ
▼発光ダイオード輸出数量，9ヶ月連続のプラス
▼液晶テレビの生産実績，14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121.4%の2,674億円
▼総務省，FTTHの契約数を発表

CALENDAR

EVENTS

▼第2回光学薄膜ソフト「OptiLayer」ワークショップ「光学薄膜の最新設計理論と実際」
▼オプトロニクス社セミナー「基礎から学ぶ光学設計セミナー」
▼オプトロニクスフェア2010 in浜松　浜松地域オプトロニクス産業総合展示会
▼月刊OPTRONICS特別セミナー「注目のプラズモニクス技術の現状と応用技術の可能性」
▼ナノフォトニクス塾2010「光学入門―光の性質を知ろう」
▼ナノフォトニクス塾2010ナノフォトニクス・中級＆フォーラム「先端光技術をビジネスに活かす」
▼募集　LPM2011 第12回レーザ精密微細加工国際シンポジウム

PRODUCTS INFORMATION

　今年の夏も各地で「ゲリラ豪雨」が猛威をふるいました。従来では考えられないような大量の雨が局地的に降るため、土石流などの災害や急激な河川の増水による洪水、地下施設への浸水などの被害を引き起こしています。また竜巻など、日本ではあまり考えられなかった現象も各地で起こっています。原因は、地球温暖化や都市部におけるエアコンなどの熱によるヒートアイランド現象と言われていますが、予測は難しくその確立が強く求められています。今月号では東海大学・理学部の山口滋教授に光応用環境計測の特集を企画していただきました。CBRNE（化学・生物・放射性物質・核・爆発物）兵器によるテロ対策も急務となっていますので、特集ではこれらを含め、光技術が如何に環境計測に貢献できるかを探りました。
　今年のノーベル化学賞が、鈴木章・北海道大学名誉教授と根岸英一・パデュー大学特別教授、Richard Heck・デラウエア大学名誉教授に贈られました。受賞理由は、反応しにくい炭素原子同士を、パラジウムなどを触媒として利用して結合させるクロスカップリング技術の確立。クロスカップリング技術は液晶ディスプレイや高血圧症などの治療薬を始め、幅広い分野で利用されています。日本人ノーベル賞受賞者は米国籍の南部陽一朗氏を含め、これで合計18人となりました。根岸特別教授がパデュー大学での会見冒頭において、高度な研究になればなるほど基本が大事になるという理由で「私は日本の受験地獄の支持者です」と述べたのがとても興味深く、鈴木名誉教授も「日本のような資源のない、努力と知識しかない所では理科系が大事」と語るなど、お二人とも我が国における教育や研究状況の在り方、科学・技術の重要性を訴えていました（10月7日付けMSN産経ニュース並びに日刊工業新聞）。
　尖閣諸島領海における中国漁船の拿捕と乗組員逮捕に対する報復として、中国が行なったレアアースの対日輸出規制は、乗組員釈放後も（この原稿を書いている時点で）解除されていないようです。中国は世界の工場として、また最近では市場として無視できない国ですが、天安門事件以降に強化された愛国教育が、国民に日本を敵視させることで中国共産党への不満を回避させようと狙っている点を考えると、我が国にとって中国という国が持つカントリーリスクは、欧米諸国など他の国々が持つそれよりも格段に高いということを覚悟しておくべきなのでしょうか。レアアースの国家備蓄の拡充、調達先の分散、リサイクルシステムの確立、代替品の研究開発促進が急務です。
　円高が止まりません。我が国の輸出産業には大打撃です。日産だけでなく、他の自動車メーカーもついに国内販売をする車までを東南アジアで生産しようと動き出しています。産業の空洞化が心配です。一方、韓国企業はウォン安による価格競争力を活かし、液晶テレビや情報端末、半導体デバイス、自動車などの分野で世界シェアを伸ばしています。その韓国が断続的に為替操作を行なっているそうです（10月14日付けMSN産経ニュース）。中国が元高を抑えている事は周知の事実ですが、韓国の為替操作は公然の秘密とのこと。恥ずかしながら知りませんでした。「まさか」と思うのか「やはり」と思うのか、人それぞれなのでしょうが、清く、正しく、美しくは素晴らしいけれど、現実の世界は違う価値観で動いているという事でしょうね。

編集長　川尻 多加志

次世代リソグラフィ・注目の技術（仮）（敬称略）

▼オプティカル・エクステンションによる微細化技術：（株）東芝　井上壮一
▼ダブルパターニングによる高解像度化：東京エレクトロン（株）　八重樫英民
▼SMO（ソースマスクオプティマゼーション）技術：ルネサスエレクトロニクス（株）内山貴之，永原誠司
▼EUVLの開発状況：（株）半導体先端テクノロジーズ　田中裕之，須賀治
▼EUV露光装置の将来動向：（株）ニコン　村上勝彦
▼EUV光源の開発状況：極端紫外線露光システム技術開発機構　笠間邦彦
▼EUVL用マスクブランクスの開発現況：HOYA（株）　笑喜勉
▼EUVL用レジストの開発状況と将来展望：大阪大学　古澤孝弘

(都合により，内容に変更のある場合があります。)