光通信ネットワークは、情報通信技術が高度に普及した現在の社会経済活動において不可欠な基盤的インフラとなっている。一方、テレワーク等の新たな生活様式の定着・進展や、超高精細映像の流通、社会経済におけるDXの加速により、通信トラヒックの急激な増大が懸念されている。また、それに伴う消費電力も急激に増大することが見込まれており、カーボンニュートラル達成に向けたエネルギー消費の抑制が喫緊の課題となっている。
総務省では、こうした課題に対応し、我が国の社会・経済活動を支える情報通信インフラの持続的な発展に貢献するとともに、我が国の光伝送技術の国際的な競争力を強化することを目的として、基幹網からアクセス網にいたるまで光通信ネットワークの一体的な大容量化・低消費電力化を実現する先端光伝送技術の研究開発に取り組んでいる。
更に、Beyond5G時代を見据えた次世代の光伝送技術についても研究開発の取り組みを開始したところである。
本講演では、こうしたBeyond5G・グリーン社会の実現に向けた総務省における先端光伝送技術の研究開発の取組について概観する。

近年、通信トラフィックは年率1.3～1.5倍で増加を続けており、今後の5Gモバイル通信、超高精細映像配信サービス、IoT等の普及によって通信トラフィックは更に急速に増加することが予想されている。通信トラヒック急増に対応するため、様々な通信サービスの基盤となる光通信ネットワークには、更なる高速化・大容量化および低電力化が求められている。これらの要求に応えるため、デジタルコヒーレント光伝送システムが実用化され、100 Gbit/s/ch光伝送システムとして商用導入された。その後、大容量化と低電力化が進められ、データセンタ間（DCI）ネットワーク等へも適用領域を拡げている。
本講演では、近年目覚ましい発展を遂げているデジタルコヒーレント光伝送システムと、その主要機能を実現するデジタル信号処理回路（DSP）について概要や技術動向を紹介する。また、適用領域の拡大に向けて進展している低電力化・高密度実装、異ベンダ相互接続、光トランスポートのオープン化の動向についても紹介する。

マルチコアファイバを用いた大容量光伝送システム技術の研究開発の変遷と進捗をご紹介いたします。特に、マルチコア伝送システムの適用候補先の一つとして、光海底ケーブルに注目しています。共同研究機関とともにその実現に向けた基盤技術の研究開発を進めていますので、その内容や今後の展望についてご説明をいたします。さらに、陸上や局内での利用も想定し、多芯ケーブル化されたマルチコアファイバの検証や接続技術についてもいくつか研究開発を進めていますのでご紹介いたします。また、Beyond 5Gに向けた光インフラ技術として、大容量光ファイバ無線技術や大容量光ネットワーク技術へのマルチコアファイバの適用性等についてもご紹介いたします。

Beyond 5Gは（1）大容量（2）省電力化（3）超低遅延（4）柔軟性・高弾力性（5）高効率データ流通（6）安心・信頼性（7）自律創発性（8）展開性を目指すことになる。その中で、光ネットワークは、特に（1）～（3）に大きなインパクトを持つ。
本講演では、5Gから発展していく最も大きな特徴である「超低遅延」という点に着目し、それを実現する手段、ネットワーク構成、アプリケーションと、垂直に統合して考える。具体的には、遅延時間の原因となるビットやパケットでの時間多重を利用せず、超波長多重を積極的に利用する。つまりend-to-endの波長パスも必要に応じて利用される。デバイスレベルからの超低遅延性も重要で、新構造の光ファイバ（中空ファイバ）の可能性を検討し、いろいろな物の相互接続を光でおこなう。これにより、地域的に広がるコンピュータリソースをタイトに結合させる。現在は、ラックとかフロアスペースの密結合のコンピュータ（ディスアグリゲーティッドコンピューティング）をエリア（地域）まで広げ、この空間を一つのものとして扱う。一方で、リアルと仮想空間を同期されたデジタルツイン技術が発展しており、二つを組み合わせることにより、時空間同期型デジタルツインを構成する。5Gは言わば無線のアクセス等の点の低遅延であったものから、ゾーン（面）の低遅延として進化する。極限まで遅延を小さくすることにより、アリア内のロボットを同期させてオペレーションができる。また、遠隔から直接データの監視をしたり、光の広帯域性を利用してモニターすることにより、ネットワークの監視性、オペレーション、さらにはセキュリティ上の高度化のトライアルも進めている。本講演では、それらのトライアルについても述べる。

一方でアナログ伝送の最大の難点は、信号品質の担保である。デジタル伝では情報をいったん2値（あるいは4値などの多値）の信号点にマッピングするため、シンボル判定時に誤りを軽減することができる。しかしながらアナログ伝送では、生の波形がそのまま伝送されるため、いったん波形が劣化してしまうとそれを復元する術がない。本講演ではこの課題を克服するための、アナログRoF技術の信頼性向上に関する最近の我々の取り組みについても紹介する。

2030年前後に提供開始が想定されるBeyond 5Gモバイルサービスが発生する莫大なトラフィックを収容する光ネットワークには、超大容量性はもちろんのこと、経済性・保守性・柔軟性との両立が求められる。PHUJIN（風神）プロジェクトは、これらの要求に応えるため、光ファイバのコア単位のルーティングに基づく空間多重（SDM）光ネットワーク基盤技術を開拓することを目的とした産学官連携プロジェクトであり、最長4年間の計画で2021年8月にスタートした。プロジェクト名には、「超大容量データフローを光で自在に操りBeyond 5Gを支える（Photonic network research project toward beyond 5G era fully Utilizing space and wavelength dimensions by Joint industry-academia-government INnovation driven team）」との想いが込められている。PHUJINプロジェクトにおいては、超大容量で経済的なSDM光ネットワークの実現に必要な、「SDM光ネットワーク・ノード設計技術」、「SDM光ネットワークシステム技術」、「SDM全方向光増幅技術」、「SDM空間光スイッチ技術」、「SDM高密度配線・接続技術」に対して、我が国の通信キャリア・装置ベンダ・モジュールベンダ・ファイバベンダ・大学が力を垂直統合的に結集して取り組む。本講演では、光ネットワークの発展の歴史と現状、将来光ネットワークに向けた国内外の動向と課題を説明した後、PHUJINプロジェクトの狙いとアプローチ、プロジェクト体制、研究開発内容、成果目標、これまでに得られた成果を紹介する。

本講演では、「Beyond 5G通信インフラを高効率に構成するメトロアクセス光技術の研究開発」について紹介する。本開発ではモバイルフロントホール技術および次世代RAN技術、それを支える次世代光ファイバ無線技術と小型光デバイス技術を確立し、B5G基地局を過疎地から密集地まで全国展開に結びつける。また、一つの光トランシーバで複数の仮想的な光チャネルを扱うことのできる仮想光チャネル技術や、それを支えるデジタル信号処理技術および光・電気協調技術をそれぞれ確立し、アクセスネットワークから通信要求のあるさまざまなタイプのRANサービスを効率的かつ経済的に転送することを可能とする。

光周波数コムは、光のものさしと呼ばれる精密な櫛型スペクトルを有すると同時に、精密に制御された超短パルス列の面を持つ高度光源である。近年、光周波数コムによる光波の自在な制御技術が進展し、多次元、広ダイナミックレンジ、高制御性を活かした広範な応用分野が拓けてきている。本講演では、その最新の応用展開として、講演者らの研究成果から、瞬時3次元イメージング、高機能多次元分光と、光源技術の進展について紹介する。

SLPCは、レーザーによるマイクロ・ナノ加⼯を中⼼として基礎科学から産業応⽤までを広く議論する国際会議です。当該分野において研究者、エンドユーザー、レーザマニュファクチャーが⼀堂に会し、レーザーと材料の相互作⽤の基礎科学からレーザー加⼯技術の現状、次世代のレーザー加⼯のトピックスまでをカバーしています。最新の技術動向と将来への展望についてカーボンニュートラルをテーマにご紹介します。

レーザーTV、レーザーシネマに代表される21世紀のレーザーディスプレイ技術は、その登場から10数年を経て、第1世代（レーザーTV,レーザープロジェクター）から第2世代（スマートレーザーディスプレイ）へと変化を遂げつつある。さらに、レーザー照明やIoTセンサネットワーク・5G/Beyond 5G 通信との融合も期待されている。このセミナーでは、最新のレーザーディスプレイ・照明技術について紹介する。

紫外波長領域で発光するLEDのデバイス開発を従来の可視光波長領域で発光するデバイスと比較しながら解説。そのLED光を用いた菌・ウイルスに対する不活化効果検証を説明し、この技術を応用した製品を紹介する。
・深紫外LEDデバイス構造
・深紫外LEDの課題
・深紫外LEDを用いたウイルス不活化データ
・深紫外LEDを用いた応用製品について

本会議は散乱・揺らぎ場を対象としたイメージング及びセンシングの第1回会議です。実世界に遍く存在する散乱・揺らぎ場における内部の情報及びその向こう　
側にある情報を，光センシング技術と情報科学技術を融合させることで，高分解能にイメージングする新しい技術が誕生しています。本領域がカバーする研究領
域はバイオから，情報通信，天文までの幅広い応用分野があります。これらの魅力あるトッピクスを紹介します。

触媒反応を利用した表面平坦化法である触媒表面基準エッチング法の概要を述べ、光学材料表面への適用例をいくつか紹介する。加工装置は従来の研磨装置とほぼ同様であるが、パッド表面にはPtやRu薄膜が形成されており、通常、エッチング液には純水を用いる。エッチングメカニズムについても、第一原理計算の結果などを用いて紹介する。

高出力のパワーレーザーを用いることにより、高いエネルギー密度状態（温度×密度）を生成することができる。これを利用することにより、地球上では存在しない物質状態を得ることが出来るほか、太陽の中心部で起こる核融合反応も手にすることができる。本セミナーではこれら研究の最前線の一端を紹介する。

レーザーと放射光を駆使して物質の性質を明らかにする研究の挑戦を紹介する。特に注目したい話題としては、新しい光源であるX線自由電子レーザーで見る超高速ダイナミクス、究極のエネルギー分解能を目指す光電子分光、ナノスケールを明らかにするイメージング、海外放射光施設での先端的な研究、大型施設に置き換わるような実験室光源の試みなどがある。様々な光源を使うことにより、エネルギー、時間、空間などを分解した測定が可能になる様子をお伝えしたい。

量子ドットは、直径2〜10 nmという寸法をもつ微小半導体微粒子です。かねてより、特に光計測の分野ではその蛍光特性を利用したイメージング技術が実用化されている一方で、近年、ナノスケールの量子ドット群の設計論に基づいてマクロスケールの光情報処理を実現する「蛍光情報処理」の研究開発が推進されており、実用化に向けた今後の進展が期待されます。本セミナーでは蛍光情報処理のこれまでと今後について紹介します。

機器に残る給電配線の無線化により、多様な応用の創出などが期待できる。光無線給電は小型で長距離給電可能、電磁ノイズなしなどの特徴から魅力的な方式である。ただし、これまでの研究開発は十分でなかった。最近になり本方式はようやく注目されるようになった。今後の展開の基礎知見となる、光無線給電方式の基本技術と課題、多様な応用向けた研究状況などの最新動向を解説する。

本セミナーでは、アルミニウム合金に陽極酸化処理を行い、構造色を発現させるナノカラーリング技術に関する基礎的な事項と解説を紹介する。主に陽極酸化処理によって波長以下のナノ構造を作製後、光波の干渉性を有効にするような反射増強要素をその表層に創成すること、塗料や着色材料を用いることなく発色を可能とすること、広範囲な発色を実現したことなどについて紹介する。