光 技 術 動 向 調 査 報 告 書
2 0 0 ６ ( 平成1 8 ) 年3 月
財団
法人
光産業技術振興協会
2001年のITバブル崩壊によるマイナス成長から始まった21世紀の光産業の国内生産額が、その後の大 きな成長によって2005年度には約8兆円となり（光産業動向調査委員会の調査結果見込み）、財団法人光産業 技術振興協会創設時の1980年の国内生産額規模800億円に比較して、約100倍という飛躍的な拡大を達成し ようとしている。
最近の光産業の安定した成長を支えているのは、主としてディジタル情報家電関連であるが、他の分野の 光産業も順調に成長を続けているものが多く、ITバブルの象徴であった光通信分野も、FTTHを初めとするブ ロードバンドアクセスの普及によるインターネットトラフィックの急激な増加にも支えられ、成長軌道に乗り つつある。分野別により好不調があるものの、全体としては堅調な成長を続けていくと考えられる。光技術は 社会インフラからオフィス、家庭など社会生活の全てに係わる基盤・基幹技術と位置づけられ、今後のユビキ タス社会実現のためには不可欠のものである。将来に向け、さらに光産業、光技術が活力を増すように、光に 関わる超先端技術から低コスト化技術までの広い範囲にわたる技術開発の重要性が再認識されるところである。
このような面で本調査報告が、技術のトレンドをいち早く捉え、産業に結びつけていく上で大きな貢献を果た せることを期待している。
このように、光に関わる最先端技術の動向を継続的に調査報告することは、広く光技術の開発あるいは光 産業の開発戦略策定に携わる方々にとって重要な指針を与えるものであり、意義あることと考えている。当協 会では、協会発足（昭和55年）以来継続して、光技術に造詣の深い方々に委員をお願いして、光技術動向調査 委員会を設置し、光技術に係わる研究開発動向を毎年幅広く調査を実施してきた。
2005年度は、光材料・デバイス、光通信ネットワーク、光メモリ・情報処理、ディスプレイ、ヒューマン インタフェース、加工・計測、太陽光エネルギー、環境フォトニクス、照明の9分野について分科会を設け、
調査活動を実施していただいた。
本報告書は、中野義昭委員長と9名の分科会主査をはじめ、総勢53名の委員各位の熱心な調査、討議を 基に、ご指導いただいた講師の方々と各専門分野で最先端の研究開発に携わられている方々の多大なご協力、
並びに、関係官庁、国内外の諸機関、関連企業の方々から頂いた多大なご支援の下に完成したものである。こ こに深く感謝の意を表する次第である。
2006（平成18）年3月 財団法人 光産業技術振興協会 会 長 金杉 明信
（敬称略，順不同）
委員長 中 野 義 昭 国立大学法人 東京大学 先端科学技術研究センター 情報デバイス分野 教授
光材料・デバイス分科会（第１分科会）
主 査 土 屋 朋 信 株式会社 日立製作所 中央研究所 光デバイス研究プロジェクト 主任研究員 委 員 秋 山 知 之 株式会社 富士通研究所 ナノエレクトロニクスセンター 研究員
委 員 小 野 村 正 明 株式会社 東芝 セミコンダクター社 ディスクリート半導体事業部 主査 委 員 小 森 和 弘 独立行政法人 産業技術総合研究所 光技術研究部門 光電子制御デバイスグル
ープ 研究グループ長
委 員 武 政 敬 三 沖電気工業株式会社 オプティカルコンポーネントカンパニー 開発部 ＬＤデバイス設計チーム チームリーダー
委 員 中 村 滋 日本電気株式会社 基礎・環境研究所 主任研究員
委 員 松 尾 慎 治 日本電信電話株式会社 フォトニクス研究所 先端光エレクトロニクス研究部 主任研究員
光通信ネットワーク分科会（第２分科会）
主 査 宮 本 裕 日本電信電話株式会社 未来ねっと研究所 フォトニックトランスポート ネットワーク研究部 グループリーダー
委 員 木 下 進 株式会社 富士通研究所 フォトニックネットワーク研究所 フォトニックシス テム研究部 主管研究員
委 員 西 村 信 治 株式会社 日立製作所 中央研究所 ネットワークシステム研究部 主任研究員 委 員 増 田 浩 一 松下電器産業株式会社 ネットワーク開発センター 伝送方式グループ
主任技師
委 員 松 尾 昌 一 郎 株式会社 フジクラ 光電子技術研究所 光技術研究部 主管
委 員 森 田 逸 郎 株式会社 KDDI研究所 光ネットワークアーキテクチャグループ 主任研究員 委 員 吉 川 隆 士 日本電気株式会社 システムプラットフォーム研究所
高速プラットフォームTG 主任研究員
光メモリ･情報処理分科会（第３分科会）
主 査 川 田 善 正 国立大学法人 静岡大学 工学部 機械工学科 教授
委 員 石 本 努 ソニー株式会社 HENC ＨＥ開発本部 OS開発部門 光記録開発部 委 員 加 園 修 パイオニア株式会社 研究開発本部 総合研究所 ナノプロセス研究部 主事 委 員 辻 岡 強 国立大学法人 大阪教育大学 教育学部教養学科 教授
委 員 中 野 隆 志 独立行政法人 産業技術総合研究所 近接場光応用工学研究センター チーム長
メディア開発グループ グループマネージャー
ディスプレイ分科会（第４分科会）
主 査 打土井 正孝 パイオニア株式会社 研究開発本部 PDP開発センター 副参事 委 員 安達 千波矢 千歳科学技術大学 光科学部 物質光科学科 教授
委 員 菊 池 宏 日本放送協会 放送技術研究所 材料基盤技術 主任研究員 委 員 栗田 泰市郎 日本放送協会 放送技術研究所 材料基盤技術 主任研究員
委 員 鈴 木 芳 男 ソニー株式会社 情報技術研究所 ディスプレイ研究部 グループ長 委 員 陶 山 史 朗 日本電信電話株式会社 サイバースペース研究所 通高Ｇ 主任研究員 委 員 長谷川 雅樹 日本アイ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 主任研究部員
ヒューマンインタフェース分科会（第５分科会）
主 査 宮 下 隆 明 株式会社 リコー グループ技術企画室 標準化戦略室 課長研究員
副主査 下 田 宏 国立大学法人 京都大学 大学院 エネルギー科学研究科 エネルギー社会・環境 科学専攻 エネルギー情報学分野 助教授
委 員 大 島 正 明 株式会社 旭リサーチセンター 常務取締役 主席研究員
委 員 太 田 淳 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 教授 委 員 仲 谷 善 雄 立命館大学 情報理工学部 情報コミュニケーション学科 教授
委 員 渡 辺 昌 洋 日本電信電話株式会社 サイバーソリューション研究所 ヒューマンインタラクションプロジェクト 研究主任
加工･計測分科会（第６分科会）
主 査 藤 田 雅 之 財団法人 レーザー技術総合研究所 レーザー加工計測研究チーム チームリーダー 主任研究員
副主査 小野寺 理文 独立行政法人 雇用・能力開発機構 職業能力開発総合大学校 電子工学科 助教授
委 員 伊 藤 雅 英 国立大学法人 筑波大学 大学院 数理物質科学研究科 助教授 委 員 田 中 洋 介 国立大学法人 東京農工大学 大学院 共生科学技術研究部 講師 委 員 松 坂 壮 太 国立大学法人 千葉大学 工学部 電子機械工学科 助手
委 員 安 井 公 治 三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 レーザ・電気加工技術部 部長 委 員 和 田 智 之 独立行政法人 理化学研究所 中央研究所 固体光学デバイス研究ユニット
ユニットリーダー
主 査 近 藤 道 雄 独立行政法人 産業技術総合研究所 太陽光発電研究センター長 副主査 大 下 祥 雄 豊田工業大学 大学院 工学研究科 半導体研究室 助教授 委 員 荒 川 裕 則 東京理科大学 工学部工業化学科 教授
委 員 中 田 時 夫 青山学院大学 理工学部 電気電子工学科 助教授
委 員 菱 川 善 博 独立行政法人 産業技術総合研究所 太陽光発電研究センター 主任研究員 委 員 山 本 憲 治 株式会社 カネカ PV事業開発部 研究グループリーダー
環境フォトニクス分科会（第８分科会）
主 査 小 池 和 英 独立行政法人 産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 未規制物質研究グループ 主任研究員
委 員 藤 田 雅 之 財団法人 レーザー技術総合研究所 レーザー加工計測研究チーム 主任研究員 委 員 村 越 敬 国立大学法人 北海道大学 大学院 理学研究科化学専攻 教授
照明分科会（第９分科会）
主 査 川 上 養 一 国立大学法人 京都大学 大学院 工学研究科 電子工学専攻 量子機能工学講座 光材料物性分野 助教授
委 員 佐 々 木 勝 株式会社 小糸製作所 システム商品企画室 主管
委 員 成 川 幸 男 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体研究所 主任研究員補
委 員 村 上 忠 史 松下電工株式会社 照明事業本部 照明Ｒ＆Ｄセンター オプティックスグループ 主担当
事務局 内 海 邦 昭 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主査 （主担当）
事務局 田 口 剣 申 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （副担当）
事務局 山 岸 長 保 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第１分科会担当）
事務局 小 名 篤 裕 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第２分科会担当）
事務局 稲 田 孝 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第３分科会担当）
事務局 川 井 隆 志 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第４分科会担当）
事務局 岡 部 正 博 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第５分科会担当）
事務局 宮 村 芳 徳 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第６分科会担当）
事務局 見 持 律 往 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第７分科会担当）
事務局 外 所 哲 郎 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第８分科会担当）
事務局 新 田 康 一 財団法人 光産業技術振興協会 開発部 主幹 （第９分科会・海外調査担当）
2005年度も、JR西日本の脱線事故、建築関連の不祥事、ライブドアショックと株式市場システムの脆弱性露 見、依然として続くテロリズム等、課題が山積した年であり、景気が回復基調にあるとはいえ、まだまだ不透 明さを残している。
日本においては、世界に先駆けてFTTHが急速に普及し、近い将来アクセス系の主流となるのは間違いがな く、一般家庭でのブロードバンド環境が実現されるであろう。情報家電の象徴であるフラットパネルディスプ レイ、DVDレコーダーと共に、FTTHが光産業の牽引役となる可能性が高い。
インターネットによる社会構造の変化やIT産業の興隆がある一方で、セキュリティの課題等の様々な弊害が 新たに生じている。光通信インフラ、ディスプレイ、光ディスク、光加工、太陽電池、照明等の光技術は今や 様々な分野の基盤となり、光技術なしでは考えられないレベルにまで社会に浸透してきた。それだけ影響力が 大きくなってきたということであり、ただ開発するだけでなく、いかに社会に役立てるか、という視点も求め られていると言える。また、使いやすく万人に受け入れやすいものを実現することも重要である。光技術によ って、より安全で使いやすい情報通信、セキュリティ、環境、医療等が実現されるはずである。
本光技術動向調査委員会は、光技術の的確な動向を把握することで、将来への指針とすべく継続的に調査を行っ ている。今年度の光技術動向調査委員会は、時限分科会が一つ終了し、９つの調査項目（デバイス・材料、通信ネ ットワーク、光メモリ、ディスプレイ、ヒューマンインタフェース、加工・計測、太陽光エネルギー、環境フォト ニクス、照明）に対応する各分科会により調査を行うこととした。報告書全体としては、国内外の科学技術全体の 流れの中で、調査の継続性を維持すると共に、新たな方向性を取り上げ、且つ分析を行うよう心がけた。特に各分 科会においては、その分野全体を俯瞰して広い視点で捉え、調査活動を行うよう方向付けた。
また、海外における光技術動向の調査活動として、世界の工場であるだけでなく、最近は技術開発において も成長著しい中国を対象とし、光技術動向海外調査団を組織し、11月に実地調査を行った。海外実地調査の成 果は別冊の報告書にまとめている。
本報告書は、インターネットを介した報告書の一般公開、アンケートによる読者意見のフィードバックなど を心がけており、各分野の専門家である委員の方々の努力により、他の公的出版物にない幅の広さと深さを兼 ね揃えた調査・分析が今年も実現されている。是非、ご活用頂きたい。
本年度の委員会活動としては、３回の全体委員会と、２回の主査会議、それに加えて分科会毎に約２回の 会合を開催した。
委員会の概要を以下に示す。
第１回主査会議では、年間計画を決定し、活動方針、各分科会調査計画について検討した。
第１回全体委員会では、年間活動計画、オプトニューズ等の計画、海外実地調査、分科会活動詳細内容等に ついて報告、内容検討を行い、１件の講演を実施した。
第２回全体委員会では、報告書構成、外部執筆者、分科会活動詳細内容等について報告、内容検討を行った。
第３回全体委員会では、報告書案についての審議、次年度計画の検討等について報告、検討を行い、４件の 講演を実施した。
第１回主査会議 平成17年6月1日
第１回光技術動向調査委員会 平成17年6月23日
講演「植物工場、特に都市型野菜工場の最近の動向」（渡邊博之氏）
第２回光技術動向調査委員会 平成17年10月17日 海外実地調査（中国） 平成17年11月1日～8日
第３回光技術動向調査委員会 平成18年1月13日～14日 講演「蛋白質の結晶化」（森勇介氏）
講演「最近の多結晶シリコン太陽電池および色素増感太陽電池の動向」（清水正文氏）
講演「光パケットスイッチング技術動向」（植之原裕行氏）
講演「「記憶する住宅」と光産業技術の未来」（美崎薫氏）
第２回主査会議 平成18年2月13日
最後に、各分野の特に専門的なテーマについては、委員以外の多くの方々にご執筆頂いた。このように、本 報告書は多くの関係者の貴重な活動の下に集大成したものであり、ここに深く感謝の意を表したい。
平成18年3月 光技術動向調査委員会 委員長 中野 義昭
（光材料・デバイス）
川瀬 晃道 国立大学法人 名古屋大学 大学院 工学研究科 量子工学専攻 教授 永妻 忠夫 日本電信電話株式会社 マイクロシステムインテグレーション研究所
スマートデバイス研究部 主幹研究員
菅 博文 浜松ホトニクス株式会社 中央研究所材料研究室 材料センター
西田 好毅 日本電信電話株式会社 フォトニクス研究所 先端光エレクトロニクス研究部 主任研究員 工藤 耕治 日本電気株式会社 システムデバイス研究所 主任研究員
青柳 利隆 三菱電機株式会社 高周波光デバイス製作所 光素子部 エピタキシャル成長技術Ｇ 松井 康浩 AZNA LLC､Chief Scientist
阿南 隆由 日本電気株式会社 システムデバイス研究所 主任研究員
三 川 孝 独立行政法人 産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 高密度ＳＩグループ 榎 並 顕 オムロン株式会社 技術本部 先端デバイス研究所 SPICA推進グループ
細川 速美 オムロン株式会社 技術本部 先端デバイス研究所 SPICA推進グループ
冨 田 茂 日本電信電話株式会社 アクセスサービスシステム研究所 アクセスメディアプロジェクト 主幹研究員
北村 雅季 国立大学法人 東京大学 先端科学技術研究センター 特任助手 飯尾 晋司 横河電機株式会社 フォトニクスデバイス事業センター
笹岡 千秋 日本電気株式会社 システムデバイス研究所 主幹研究員
平山 秀樹 独立行政法人 理化学研究所 テラヘルツ量子素子研究チーム リーダー 秩父 重英 国立大学法人 筑波大学 数理物質科学研究科 電子・物理工学専攻 助教授 本 田 徹 工学院大学 工学部 電子工学科電子工学コース 助教授
（光通信ネットワーク）
J i m O r r Market Development, Fujitsu Network Communications,Inc.
田島 章雄 日本電気株式会社 システムプラットフォーム研究所 主任
豊嶋 守生 独立行政法人 情報通信研究機構 無線通信部門 光宇宙通信グループ 西 岡 到 日本電気株式会社 システムプラットフォーム研究所
岡村 治男 株式会社 グローバルプラン
高良 秀彦 日本電信電話株式会社 未来ねっと研究所
豊田 英弘 株式会社 日立製作所 中央研究所 ネットワークシステム研究部 岡 本 聡 日本電信電話株式会社 ネットワークサービスシステム研究所
富永 淳二 独立行政法人 産業技術総合研究所 近接場光応用工学研究センター センター長 打土井正孝 パイオニア株式会社 研究開発本部 PDP開発センター 副参事
三 浦 博 株式会社 リコー 研究開発本部 先端技術研究所 メモリーシステム研究室 北原 弘昭 パイオニア株式会社 総合研究所 次世代メモリ技術研究部 第１研究室 樋口 隆信 パイオニア株式会社 総合研究所 次世代メモリ技術研究部 第１研究室 譚 小地 株式会社 オプトウエア 技術開発グループ
宮川 直康 松下電器産業株式会社 AVコア技術開発センター ストレージメディア開発グループ 柚須圭一郎 株式会社 東芝 デジタルメディアネットワーク社 コアテクノロジーセンター 伊藤 和典 株式会社 リコー 実用化開発センター
松本 拓也 株式会社 日立製作所 中央研究所 ストレージテクノロジ研究センタ
田部 典宏 ソニー株式会社 ビデオ事業本部 オプティカルシステム開発部門 光記録開発部 菊 川 隆 TDK株式会社 SQ研究所 記録メディア開発グループ
次世代記録デバイス開発グループ 研究主任
新谷 俊通 株式会社 日立製作所 中央研究所 ストレージテクノロジ研究センタ 光応用記録研究部 ユニットリーダ
住 岡 潤 キヤノン株式会社 コアテクノロジー開発本部 アドバンストデバイス技術開発センター 東 野 哲 ソニー株式会社 ビデオ事業本部 オプティカルシステム開発部門 信号処理開発部 兼坂 智樹 ソニー株式会社 コアコンポーネント事業グループ
レコーディングメディア＆デバイス事業本部 光ディスク事業部 開発推進部 前田 修一 三菱化学株式会社 科学技術研究センター
島 隆之 独立行政法人 産業技術総合研究所 近接場光応用工学研究センター
深 港 豪 国立大学法人 九州大学 大学院 工学研究院 応用化学部門（機能）入江研究室 助手 児島 理恵 松下電器産業株式会社 AVコア技術開発センター ストレージメディア開発グループ 入 江 満 大阪産業大学 工学部 電気電子工学科
今中 良一 国立大学法人 大阪大学 工学研究科 阪大フロンティア研究機構 横川 文彦 パイオニア株式会社 総合研究所 次長
（ディスプレイ）
分元 博文 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 先行技術商品開発センター 内海 夕香 株式会社 日立製作所 材料研究所 画像デイバス研究部 液晶部材ユニット 真崎 仁詩 新日本石油株式会社 研究開発本部 中央技術研究所 化学研究所
村田 英幸 国立大学法人 北陸先端科学技術大学院大学 材料科学研究科 小山 珠美 昭和電工株式会社 研究開発センター
中本 正幸 国立大学法人 静岡大学 電子工学研究所
竹田 圭吾 セイコーエプソン株式会社 研究開発本部 VT開発部 西田 修造 シャープ株式会社 技術本部 技術戦略企画室
三上 明義 金沢工業大学 工学部 情報通信工学科
下平 美文 国立大学法人 静岡大学 工学部 電気・電子工学科
染 谷 潤 三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 映像入出力技術部 金 澤 勝 日本放送協会 放送技術研究所
江口 直哉 ソニー株式会社 コアコンポーネント事業グループ コアテクノロジー開発本部 レーザ応用開発部
城野 康信 株式会社 アサツーディ・ケィ
（ヒューマンインタフェース）
石井 裕剛 国立大学法人 京都大学 大学院 エネルギー科学研究科 エネルギー社会・環境科学専攻 助手
石井 陽子 日本電信電話株式会社 サイバーソリューション研究所 ヒューマンインタラクションプロジェクト
（加工・計測）
小島 哲夫 三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 レーザ・電気加工技術部 パワーレーザグループ 由良 信介 三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 レーザ・電気加工技術部 加工プロセスグループ 岡本 達樹 三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 レーザ・電気加工技術部 加工プロセスグループ
グループマネージャー
河野 裕之 三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 レーザ・電気加工技術部 加工プロセスグループ 森 勇介 国立大学法人 大阪大学 大学院 工学研究科 電気電子情報工学専攻 助教授
安達 宏昭 株式会社 創晶 代表取締役社長
橋田 昌樹 国立大学法人 京都大学 化学研究所 先端ビームナノ科学センター レーザー物質科学研究領域 助手
平井亜紀子 独立行政法人 産業技術総合研究所 計測標準研究部門 主任研究員 足立 正二 横河電機株式会社 通信・測定器事業部要素技術開発センター 森 永 実 国立大学法人 電気通信大学 レーザー新世代研究センター 助手 熊 谷 寛 大阪市立大学 大学院 工学研究科 電子情報系専攻 教授
（太陽光エネルギー）
荒木 建次 大同特殊鋼株式会社 技術開発研究所
白谷 正治 国立大学法人 九州大学 工学部電気情報工学科 教授
菅井 秀郎 国立大学法人 名古屋大学 工学研究科 電子情報システム専攻 教授 高野 章弘 富士電機システムズ株式会社 機器本部 太陽電池統括部
八瀬 清志 独立行政法人 産業技術総合研究所 光技術研究部門 分子薄膜グループ 副部門長 山本 暠勇 国立大学法人 福井大学 工学部 電気・電子工学科 教授
（環境フォトニクス）
竹内 浩士 独立行政法人 産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 総括研究員
尾 形 敦 独立行政法人 産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 励起化学研究グループ 主任研究員
衣笠 晋一 独立行政法人 産業技術総合研究所 計測標準研究部門 有機分析科 高分子標準研究室 室長
佐山 和弘 独立行政法人 産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グル
－プ 主任研究員
笠井 康子 独立行政法人 情報通信研究機構 電磁波計測部門 主任研究員
立 間 徹 国立大学法人 東京大学 生産技術研究所 計測技術開発センター 助教授
（照明）
長濱 慎一 日亜化学工業株式会社 第二部門 第一技術本部 LD第一技術部 部長代理 山元 明 東京工科大学 バイオニクス学部 教授
佐久間 健 株式会社 フジクラ 光電子技術研究所 応用電子技術研究部 係長
清本 浩伸 オムロン株式会社 技術本部 先端デバイス研究所 マイクロフォトニクスグループ 主査 松下 幸詞 松下電工株式会社 照明事業本部 LED・特品・新市場開発センター LED 事業推進部
主担当
渡邊 博之 玉川大学 農学部生命化学科 助教授
岡本 研正 国立大学法人 香川大学 大学院 工学研究科 信頼性情報システム工学専攻 教授 島田 順一 京都府立医科大学 呼吸器外科 講師
菰田 卓哉 松下電工株式会社 先行技術開発研究所 技監
岡本 信治 日本放送協会 放送技術研究所 材料基盤技術 主任研究員 河本康太郎 株式会社 テクノローグ 顧問
はじめに
1. 光材料･デバイス 1.1 はじめに··· 1
1.2 テラヘルツ域··· 2
1.3 赤外域··· 9
1.4 通信系波長域··· 16
1.5 青・紫外域光源··· 56
1.6 おわりに··· 71
2. 光通信ネットワーク 2.1 はじめに··· 73
2.2 基幹系光伝送システム··· 75
2.3 アクセスネットワーク··· 83
2.4 フォトニックネットワーク···101
2.5 メトロネットワーク···106
2.6 光LAN/インターコネクト···113
2.7 量子暗号通信技術···127
2.8 宇宙空間光通信技術···133
2.9 光ファイバ···139
2.10 標準化動向···144
3. 光メモリ・情報処理 3.1 はじめに···163
3.2 光メモリのロードマップ···165
3.3 マスタリングとレプリケーション···167
3.4 青色ディスクシステム···178
3.5 次世代大容量化技術···189
3.6 光メモリのための材料···205
3.7 光メモリに望むこと···216
4. ディスプレイ 4.1 はじめに···223
4.2 電子ディスプレイデバイス···224
4.3 トピックス···272
4.4 おわりに···298
5. ヒューマンインタフェース 5.1 はじめに···299
5.2 イメージセンサデバイス···300
5.3 防災関連システム···307
5.4 光バイオメトリクス（個人認証への光応用）···315
5.5 画像入力デバイスと機器···321
5.6 ユビキタスインタラクション···330
5.7 拡張現実感···340
5.8 在宅安全・安心サービス···348
5.9 おわりに···354
6. 加工･計測 6.1 はじめに···355
6.2 加工・計測用光源···356
6.3 加工技術···366
6.4 計測技術···376
6.5 中国における加工・計測技術···398
6.6 おわりに···403
7.2 結晶系シリコン太陽電池の高性能化と低コスト化技術···408
7.3 薄膜系太陽電池の開発状況···414
7.4 集光型太陽電池···427
7.5 色素増感太陽電池···434
7.6 有機薄膜太陽電池···439
7.7 次世代基礎技術開発···442
8. 環境フォトニクス 8.1 はじめに···455
8.2 環境改善技術···456
8.3 環境負荷低減技術···460
8.4 環境リスク評価の関連技術···465
8.5 エネルギー関連技術···471
8.6 環境分野における新技術の可能性、将来技術···475
9. 照明 9.1 まえがき···485
9.2 白色光源の最新の開発動向···486
9.3 固体照明用蛍光体の開発動向···494
9.4 白色LEDの応用···503
9.5 面発光光源の開発動向···528
9.6 固体照明素子の生体安全性···541
9.7 おわりに···547
目 次
序文 委員会名簿 はじめに
1. 光材料・デバイス··· 1
1.1 はじめに··· 1
1.2 テラヘルツ域··· 2
1.2.1 テラヘルツ電磁波の応用可能性··· 2
(1) テラヘルツ波の応用可能性··· 2
(2) テラヘルツ波利用技術に関する我々の最近の進展··· 2
(3) テラヘルツ波による郵便物内の禁止薬物検査··· 3
(4) まとめ··· 4
1.2.2 情報通信用テラヘルツ電磁波発生およびシステム技術··· 5
1.3 赤外域··· 9
1.3.1 赤外域の発光受光素子··· 9
(1) はじめに··· 9
(2) 発光素子··· 9
(3) 受光素子···10
1.3.2 波長変換デバイス（中赤外）···12
(1) はじめに···12
(2) パラメトリック発振デバイス···12
(3) QPM-LN導波路デバイス···12
(4) OP-GaAsデバイス···14
(5) まとめ···14
1.4 通信系波長域···16
1.4.1 波長可変レーザ···16
(1) はじめに···16
(2) 広帯域波長可変レーザ···16
(3) 高速波長切り替え可能な波長可変レーザ···17
(4) 光変調器が集積された波長可変レーザ···18
1.4.2 アンクールド光源···19
(1) AlGaInAsレーザ···19
(2) InGaAsPレーザ···20
(3) Feドープ・Ruドープ電流ブロック層···21
1.4.3 直接変調長距離···23
(1) はじめに···23
(2) CMLとDuobinary、DSTとの類似性···23
(3) 外部鏡を用いた直接変調レーザ···24
(4) 直接変調を用いた長距離伝送···24
(5) まとめ···25
1.4.4 インターコネクト用面発光レーザ···27
(1) はじめに···27
1.4.5 装置内の光配線···30
(1) はじめに···30
(2) 研究開発動向···30
(3) おわりに···32
1.4.6 ポリマー光導波路を用いたフレキシブル光配線···34
(1) はじめに···34
(2) フレキシブル性を有するポリマー光導波路···34
(3) ポリマー光導波路を用いたフレキシブルな光配線···36
(4) おわりに···37
1.4.7 家庭内光配線···38
(1) アクセス系から連続する光配線···38
(2) 家庭内に閉じる光配線···40
1.4.8 通信波長帯量子ドットデバイス···41
(1) はじめに···41
(2) 超広帯域光増幅器···41
(3) 高ビットレート光再生増幅器···43
(4) 温度無依存高速変調レーザ···44
(5) まとめ···46
1.4.9 有機光デバイス···48
(1) 有機赤外発光デバイス···48
(2) 非線形光学素子···49
1.4.10 光パケットネットワーク用デバイス···51
(1) はじめに···51
(2) 超高速光スイッチデバイス···51
(3) 光ラベル識別デバイス···53
(4) バーストモードクロック＆データリカバリ(CDR)デバイス···54
(5) まとめ···54
1.5 青・紫外域光源···56
1.5.1 青紫色レーザの高出力化···56
(1) はじめに···56
(2) 青紫色高出力レーザ···56
(3) 青紫色高出力レーザの課題···58
(4) まとめ···58
1.5.2 紫外LED ···59
(1) はじめに···59
(2) 紫外LED高効率化・短波長化の問題点と解決策···60
(3) InAlGaN4元混晶の紫外発光特性とp型AlGaNの現状···61
(4) InAlGaN4元混晶を用いた紫外高輝度LED ···62
(5) まとめと今後の展望···63
1.5.3 非極性・半極性GaN系エピ成長···64
(1) はじめに···64
(2) 非極性・半極性面成長GaN、AlGaN、InGaN···65
(3) まとめ···66
1.5.4 GaN系材料の低温堆積···67
(1) はじめに···67
(3) 多結晶・アモルファスGaN薄膜の可能性···68
(4) GaN系発光素子を利用したフラット・ディスプレイ・パネルにむけて···68
(5) 化合物原料分子線エピタキシ法(CS-MBE)によるGaN薄膜の低温堆積···69
(6) 今後の展開···69
1.6 おわりに···71
2. 光通信ネットワーク···73
2.1 はじめに···73
2.2 基幹系光伝送システム···75
2.2.1 はじめに···75
2.2.2 変復調技術···75
2.2.3 高速化技術···77
2.2.4 分散補償技術···78
2.2.5 光信号処理技術···80
2.2.6 長距離伝送技術···81
2.3 アクセスネットワーク···83
2.3.1 はじめに···83
2.3.2 光アクセス···83
(1) PON ···83
(2) OCDMA ···85
(3) その他···86
2.3.3 光ファイバ無線アクセス（ＲｏＦ）···88
2.3.4 北米におけるWiMAX技術のトレンド···91
(1) 北米におけるブロードバンド無線接続ネットワークの概況···91
(2) 消費者によるニーズの受け入れ···91
(3) 差別化技術としてのWiMAX···92
(4) ユビキタスなサービス地域···93
(5) 適切な利用可能帯域···94
(6) バックホール容量···94
(7) 結論···95
2.3.4E WiMAX Technology Trend in North America···95
1. Overview of the State of the Broadband Wireless Access Network in North America···95
2. Consumer Acceptance of Need ···96
3. WiMAX as a Differentiated Technology···97
4. Ubiquitous Coverage···98
5. Appropriate Available Spectrum ···99
6. Backhaul Capacity···99
7. Conclusion···99
2.4 フォトニックネットワーク··· 101
2.4.1 はじめに··· 101
2.4.2 フォトニックネットワークの制御プレーン··· 101
2.4.3 フォトニックネットワークのアプリケーション··· 102
(1) 光網・IP網融合によるオンデマンドサービスプロビジョニング··· 102
(2) フォトニックIX··· 103
2.4.4 光パケットスイッチ··· 104
2.5.1 はじめに··· 106
2.5.2 メトロフォトニックノード··· 106
(1) OXC(Optical Cross-Connect) ノード··· 107
(2) OADM(Optical Add/Drop Multiplexer)ノード··· 107
(3) 光ハブノード··· 108
(4) メトロアクセスノード··· 108
2.5.3 光スイッチ技術··· 109
(1) MEMSスイッチ··· 110
(2) 波長選択スイッチ··· 111
2.5.4 今後の展開··· 112
2.6 光LAN/インターコネクト··· 113
2.6.1 概要··· 113
(1) データコム向けイーサネット規格：10Gbitイーサネット、 100Gbitイーサネット··· 113
(2) テレコム向け規格：SONET/SDH、OTN(G.709) ··· 113
(3) ストレージエリア向け規格：Fiber Channel··· 113
(4) サーバ入出力向けインタフェース規格：PCI-Express ··· 113
(5) 光インターコネクト：光モジュールおよびその装置応用··· 113
(6) 光パケットスイッチ··· 113
(7) パッケージの標準化：MSA(Multi-source Agreement) ··· 113
2.6.2 イーサネット規格··· 113
(1) 10Gbitイーサネットの概要··· 113
(2) イーサネット標準光インタフェース··· 114
(3) 電気ケーブルインタフェース··· 116
(4) 100Gbitイーサネット··· 117
2.6.3 テレコム向け規格··· 117
(1) SONET/SDH ··· 117
(2) CEI 規格··· 118
2.6.4 ファイバチャネル··· 118
2.6.5 サーバI/O PCI-Express··· 120
2.6.6 光インターコネクト··· 120
(1) 筐体間接続用モジュール··· 120
(2) チップ間接続用光インターコネクト技術/光配線··· 121
2.6.7 光パケットスイッチ··· 122
2.6.8 MSA ··· 123
2.7 量子暗号通信技術··· 127
2.7.1 はじめに··· 127
2.7.2 単一光子量子暗号技術··· 127
(1) フィールド実験··· 128
(2) 長距離化、高速化··· 129
(3) その他··· 130
2.7.3 量子ゆらぎを利用した暗号化伝送技術··· 130
2.8 宇宙空間光通信技術··· 133
2.8.1 はじめに··· 133
2.8.2 過去の光通信の宇宙実証··· 133
2.8.3 光宇宙通信の動向··· 134
2.9 光ファイバ··· 139
2.9.1 はじめに··· 139
2.9.2 伝送用光ファイバ··· 139
2.9.3 ホーリーファイバ··· 140
2.10 標準化動向··· 144
2.10.1 IETF··· 144
2.10.2 ITU-T SG15 ··· 147
(1) WP1（光およびメタルアクセスネットワーク）··· 148
(2) WP2（光伝送ネットワーク技術）··· 148
(3) WP3(光伝送ネットワークの構成)··· 149
2.10.3 IEC TC86、 TC76 ··· 151
(1) はじめに··· 151
(2) SC86C/WG1（光システムおよび光サブシステム）の活動··· 152
(3) SC86C/WG3（光増幅器）の活動··· 153
(4) TC76/WG5（光ファイバ通信システムの安全）の活動··· 154
(5) あとがき··· 155
2.10.4 IEEE802.3··· 155
(1) 組織··· 155
(2) 標準化の歴史··· 156
(3) 標準化の現状··· 156
(4) 今後の動向予測··· 158
2.10.5 OIF··· 158
(1) OIF概要··· 158
(2) コントロールプレーン関連の活動··· 160
(3) セキュリティ関連の活動··· 161
(4) 物理インタフェイス関連の活動··· 161
(5) 将来動向··· 161
3. 光メモリ・情報処理··· 163
3.1 はじめに··· 163
3.1.1 概要··· 163
3.1.2 光メモリのロードマップ··· 163
3.1.3 マスタリングとレプリケーション··· 163
3.1.4 青色ディスクシステム··· 163
3.1.5 次世代大容量化技術··· 164
3.1.6 光メモリのための材料··· 164
3.1.7 光メモリに望むこと··· 164
3.2 光メモリのロードマップ··· 165
3.2.1 ISOMの位置づけ··· 165
3.2.2 ISOMとしてのロードマップの必要性··· 165
3.2.3 ISOMロードマップの設定範囲··· 165
3.2.4 ISOMロードマップの取り扱う将来技術テーマの設定··· 166
3.3 マスタリングとレプリケーション··· 167
3.3.1 概要··· 167
(1) ヒートモードマスタリング··· 167
(3) 多層ディスク作製技術··· 167
(4) ROM型ホログラフィック··· 167
3.3.2 ヒートモードマスタリング··· 168
(1) はじめに··· 168
(2) ZnS-SiO2パターン形成方法および形状··· 168
(3) 今後の展望··· 169
3.3.3 電子ビームマスタリング··· 170
3.3.4 多層ディスク作製技術··· 173
3.3.5 ホログラフィックROM複製技術··· 175
3.4 青色ディスクシステム··· 178
3.4.1 概要··· 178
3.4.2 Blue-ray Disc ··· 179
(1) はじめに··· 179
(2) BDに適用されている技術··· 179
(3) 今年度の進捗··· 179
(4) 今後の展開··· 181
3.4.3 HD DVD ··· 182
(1) HD DVD-ROM··· 182
(2) HD DVD-RAM··· 182
(3) HD DVD-R ··· 184
3.4.4 高速化、多層化··· 185
(1) 高速化··· 185
(2) 多層化··· 186
3.5 次世代大容量化技術··· 189
3.5.1 概要··· 189
3.5.2 近接場光プローブ··· 190
3.5.3 SIL型近接場光ディスク··· 191
3.5.4 ホログラム··· 193
(1) コリニア方式··· 193
(2) ポリトピック方式··· 193
(3) bit by bit記録方式··· 193
3.5.5 Super-RENS··· 194
3.5.6 超解像ROMと多層化··· 196
(1) エネルギーギャップ起因超解像··· 196
(2) 3次元ピット選択法··· 197
(3) 結び··· 197
3.5.7 2光子記録··· 198
3.5.8 多値記録··· 200
(1) はじめに··· 200
(2) 開発動向··· 200
(3) 今後の展望··· 201
3.5.9 大容量化への要素技術··· 202
(1) 信号処理技術··· 202
(2) サーボ技術··· 203
3.6.1 概要··· 205
3.6.2 マスタリング用材料··· 205
(1) 電子ビーム記録用材料··· 205
(2) 光記録(ヒートモード)用材料··· 205
(3) その他の材料··· 206
3.6.3 ホログラム用材料··· 207
3.6.4 ２光子記録用材料··· 208
3.6.5 超解像マスク用材料··· 210
3.6.6 分子メモリ材料··· 212
(1) 蛍光機能··· 212
(2) 電子機能··· 213
3.6.7 その他··· 214
3.7 光メモリに望むこと··· 216
3.7.1 概要··· 216
(1) アーカイバー信頼性と寿命評価··· 216
(2) 医療における光メモリの現状および今後の展望··· 216
(3) ディスプレイから見た光メモリ··· 216
(4) パッケージメディア－将来予測··· 216
(5) 各要素技術に望むこと··· 216
3.7.2 アーカイバル保存のための信頼性と寿命評価··· 217
3.7.3 医療における光メモリの現状および今後の展望··· 218
(1) 病院内の医療画像保管··· 218
(2) ゲノム解析用光ディスク技術··· 218
(3) 最後に··· 219
3.7.4 ディスプレイから見た光メモリ··· 219
(1) ディスプレイの高精細化と大画面化··· 219
(2) ディスプレイと光メモリの高画質技術··· 220
3.7.5 パッケージメディア-将来予測··· 220
(1) パッケージメディアの歴史··· 220
(2) 次々世代光ディスクに入れるコンテンツ··· 220
(3) 競合するネットワーク配信··· 221
(4) 低コストな大量複製メディアの可能性··· 221
(5) 最後に··· 221
3.7.6 各要素技術に望むこと··· 222
(1) 要求される特性··· 222
(2) アプリケーション··· 222
(3) 今後望まれること－高収益なビジネスプラン··· 222
4. ディスプレイ··· 223
4.1 はじめに··· 223
4.2 電子ディスプレイデバイス··· 224
4.2.1 LCD ··· 224
(1) 高速応答化、動画対応技術··· 224
(2) 色再現性の改善技術の進展··· 227
(3) 視野角改良フィルム技術の進展··· 230
(1) PDPの技術進展··· 234 (2) 超大型ディスプレイ··· 236 (3) 保護層材料··· 237 4.2.3 有機EL··· 240 (1) 低分子··· 240 (2) 高分子··· 243 4.2.4 フィールドエミッションディスプレイ（FED）··· 246 (1) 回転蒸着法（Spindt法）FEAを用いたFED ··· 247 (2) 新FEAを用いたFED··· 247 4.2.5 電子ペーパー··· 254 (1) 電子ペーパーの全体動向··· 254 (2) 各種応用分野を目指す動向··· 254 (3) ヒューマンインタフェースの観点からの示唆··· 256 (4) 業界団体・学会等の動向··· 256 4.2.6 プロジェクタ··· 258 (1) ライトバルブ··· 258 (2) 光源··· 260 (3) 光学系··· 262 4.2.7 立体ディスプレイ（2眼式／多眼式）··· 264 4.2.8 無機EL··· 268 (1) はじめに··· 268 (2) 超高輝度白色発光無機ELパネル··· 268 (3) 色変換方式を用いたフルカラー無機ELディスプレイ··· 269 (4) フレキシブル無機ELパネルの開発··· 270 (5) 今後の展望··· 271 4.3 トピックス··· 272 4.3.1 動画表示技術··· 272 (1) LCDの動画質解析··· 272 (2) LCDの動画質改善··· 272 (3) LCDの動画質測定・評価··· 274 (4) PDPの動画質改善··· 275 (5) フィールド色順次式ディスプレイの色われ関連··· 275 4.3.2 色域拡大と色再現性改善技術··· 278 (1) 色域拡大：多原色ディスプレイ（現行画像システムの規格外への拡大）··· 278 (2) 色域拡大：3原色ディスプレイ（現行画像システムの規格一杯まで拡大）··· 279 (3) 色再現性の改善技術··· 279 4.3.3 LCDの動画質評価方法：MPRT··· 281 4.3.4 愛知万博展示大型高精細ディスプレイ··· 284 (1) スーパーハイビジョン用ディスプレイ··· 284 (2) GxLレーザ ドリームシアター··· 288 (3) 360度全天球型映像システム「地球の部屋」··· 293 4.4 おわりに··· 298
5.1 はじめに··· 299 5.2 イメージセンサデバイス··· 300 5.2.1 はじめに··· 300 5.2.2 画素サイズ微細化··· 300 5.2.3 広ダイナミックレンジ化··· 302 5.2.4 高機能イメージセンサ··· 302 (1) 3次元レンジファインダ··· 303 (2) バイオメディカル応用イメージセンサ··· 304 5.2.5 おわりに··· 305 5.3 防災関連システム··· 307 5.3.1 災害と減災··· 307 5.3.2 なぜ避難しないのか··· 308 5.3.3 災害時のネットワークの課題··· 309 (1) 電話··· 309 (2) 被災地の孤立··· 311 (3) インターネットの限界··· 312 (4) 観光客などの非住民への情報提供··· 313 5.4 光バイオメトリクス（個人認証への光応用）··· 315 5.4.1 ブロードバンドネットワークの普及とセキュリティの不安··· 315 (1) ユビキタス時代とバイオメトリクスセキュリティの社会的役割··· 315 (2) 電子パスポートにバイオメトリクスを導入し、監視体制を効率化する各国政府··· 316 (3) 日常生活の決済に、無線ICカードとバイオメトリクスが普及··· 316 5.4.2 バイオメトリクス関連技術の動向と市場··· 317 (1) バイオメトリクスセキュリティの製品、技術動向··· 317 (2) バイオメトリクス市場··· 317 5.4.3 光技術による新しい生体認証機器・サービスの例··· 318 (1) 顔のバイオメトリクス··· 318 (2) 手のバイオメトリクスの普及··· 320 5.5 画像入力デバイスと機器··· 321 5.5.1 はじめに··· 321 5.5.2 入力関連技術··· 322 (1) デジタルカメラの光学系··· 322 (2) デジタルカメラの手ぶれ補正··· 323 (3) 携帯電話用小型デジタルカメラの光学系··· 325 (4) カメラモジュールの小型化··· 326 5.5.3 おわりに··· 328 5.6 ユビキタスインタラクション··· 330 5.6.1 はじめに··· 330 5.6.2 手の平表示インタフェース··· 330 (1) はじめに··· 330 (2) ハードウェア構成··· 331 (3) ソフトウェア構成··· 331 (4) 動作··· 331 (5) 考察··· 332 (6) まとめ··· 333
5.6.4 腕時計型プロジェクタのシミュレーション実験··· 335 5.6.5 立体映像ユーザインタフェース··· 337 5.6.6 2画面ユニバーサルデザイン携帯電話機··· 338 5.6.7 まとめ··· 339 5.7 拡張現実感··· 340 5.7.1 拡張現実感とは··· 340 5.7.2 拡張現実感の要素技術··· 341 (1) ディスプレイ技術··· 341 (2) トラッキング技術··· 341 (3) レジストレーション技術··· 341 (4) キャリブレーション技術··· 341 5.7.3 拡張現実感のためのディスプレイ技術の現状··· 342 (1) HMD ··· 342 (2) ハンドヘルドディスプレイ··· 343 (3) プロジェクションディスプレイ··· 344 5.7.4 拡張現実感のためのディスプレイ技術の将来展望··· 345 5.8 在宅安全・安心サービス··· 348 5.8.1 体感治安の悪化とセキュリティに対する不安の広がり··· 348 (1) 児童や女性、高齢者の日常生活のリスクの増加··· 348 (2) 生活の場の安全を支える情報セキュリティ技術··· 348 5.8.2 人口減少と世帯の高齢化・小規模化と健康や病気の不安··· 349 (1) 一人暮らしの高齢の心配の増加と親の安否確認サービス··· 349 (2) 浴室で急死する高齢者は交通事故死より多い··· 350 (3) 認知症、徘徊で死亡・不明905人 相談は2万件超す··· 350 (4) 高齢者の交通事故・災害の防止対策の遅れ··· 350 5.8.3 インテリジエントカメラやロボットの安全・安心対策の開発事例··· 351 (1) 次世代ロボットは2025年には6兆円産業に成長··· 351 (2) カメラで密閉スペースの安全を確保··· 352 5.9 おわりに··· 354 6. 加工・計測··· 355 6.1 はじめに··· 355 6.2 加工・計測用光源··· 356 6.2.1 黄色レーザ光源··· 356 6.2.2 poly-Si結晶化用大出力グリーンレーザ··· 359 (1) 大出力グリーンレーザ··· 359 (2) レーザニールによるpoly-Si結晶化··· 361 (3) グリーンレーザ用アニール照射光学系··· 364 6.3 加工技術··· 366 6.3.1 光技術による新しいタンパク質結晶化技術··· 366 (1) はじめに··· 366 (2) 結晶化の原理··· 366 (3) レーザ照射によるリゾチーム結晶核発生の基礎実験··· 367 (4) 各種蛋白質への応用··· 368 (5) 光照射によるリゾチームの核発生制御··· 370
6.3.2 カーボンナノチューブ電極表面の加工··· 371 (1) はじめに··· 371 (2) カーボンナノチューブ電極の表面構造制御法··· 371 (3) フェムト秒レーザによる電極表面の構造制御··· 372 (4) 電子放出特性··· 373 (5) カーボンナノチューブ電極表面の起毛観察··· 373 (6) ラマン分光計測··· 374 (7) おわりに··· 375 6.4 計測技術··· 376 6.4.1 光を測る計測技術··· 376 (1) 光周波数··· 376 (2) 放射量··· 377 (3) 測光量··· 379 6.4.2 光ファイバセンサの最近の進展··· 381 (1) はじめに··· 381 (2) ファイバグレーティングセンサ··· 381 (3) 分布型光ファイバセンサ··· 384 (4) まとめ··· 385 6.4.3 セキュリティのための光ファイバセンサ実用化動向··· 386 (1) はじめに··· 386 (2) 分布型・多点型（１点を含む）光ファイバセンシング技術··· 386 (3) 実用化事例··· 387 (4) おわりに··· 388 6.4.4 原子波光源としてのレーザ冷却技術··· 389 (1) はじめに··· 389 (2) 産業への応用··· 389 (3) レーザ冷却法··· 390 6.4.5 レーザ冷却技術と応用··· 392 (1) レーザ冷却の研究経過··· 392 (2) 原子リソグラフィー··· 393 (3) 原子ホログラフィ··· 394 (4) 原子波レーザ··· 395 (5) レーザ冷却の新しい動向··· 396 6.5 中国における加工・計測技術··· 398 6.6 おわりに··· 403 7. 太陽光エネルギー··· 405 7.1 はじめに··· 405 7.2 結晶系シリコン太陽電池の高性能化と低コスト化技術··· 408 (1) はじめに··· 408 (2) 単結晶ならびに多結晶シリコン太陽電池··· 408 (3) HITセル··· 409 (4) 原料供給··· 410 (5) まとめ··· 410
7.3.1 シリコン系薄膜太陽電池··· 414 (1) 開発の動向··· 414 (2) アモルファスSiセル··· 414 (3) 微結晶Siシングルセル··· 414 (4) アモルファスSi／微結晶Si多接合型··· 415 (5) シースルータイプ太陽電池··· 416 (6) その他の薄膜Si太陽電池開発··· 416 7.3.2 シリコン系フレキシブル太陽電池··· 417 7.3.3 CIGS薄膜太陽電池··· 421 (1) はじめに··· 421 (2) 小面積セル··· 421 (3) フレキシブルセル··· 422 (4) 新型太陽電池··· 423 (5) 大面積モジュール··· 424 7.4 集光型太陽電池··· 427 7.4.1 集光セルの技術動向··· 427 7.4.2 集光光学系の技術動向··· 427 7.4.3 集光モジュールの技術動向··· 428 7.4.4 集光発電のシステム化についての技術動向··· 428 7.4.5 集光型太陽光発電の性能まとめ··· 429 7.5 色素増感太陽電池··· 434 7.5.1 はじめに··· 434 7.5.2 研究開発の現状··· 434 7.5.3 色素増感太陽電池モージュールの開発··· 435 7.5.4 ビジネスとしての可能性··· 438 7.5.5 おわりに··· 438 7.6 有機薄膜太陽電池··· 439 7.6.1 はじめに··· 439 7.6.2 ショットキー型からp-n 接合型に··· 439 7.6.3 有機薄膜太陽電池の歴史··· 439 7.6.4 高効率有機薄膜太陽電池··· 440 7.7 次世代基礎技術開発··· 442 7.7.1 微粒子制御技術··· 442 (1) CVDプラズマ中に存在する粒子の種類··· 442 (2) 微粒子制御技術··· 442 (3) アモルファス微粒子の膜質への影響··· 443 (4) 結晶微粒子の膜質への影響··· 444 (5) おわりに··· 444 7.7.2 大面積プラズマ技術··· 445 (1) 高周波プラズマとマイクロ波プラズマ··· 445 (2) メートルサイズのマイクロ波プラズマ生成の課題··· 446 (3) 長さ1メートルのマイクロ波プラズマ装置の試作··· 447 (4) 長さ２メートルの高密度マイクロ波プラズマ生成··· 448 7.7.3 大気圧プラズマ技術··· 448 (1) はじめに··· 448
(3) 大気圧マイクロホローカソードプラズマ··· 450 7.7.4 窒化物系新材料の開発··· 451
8. 環境フォトニクス··· 455 8.1 はじめに··· 455 8.2 環境改善技術··· 456 8.2.1 光触媒材料試験方法の標準化··· 456 (1) はじめに··· 456 (2) 標準化の考え方··· 456 (3) 空気浄化性能··· 457 (4) セルフクリーニング性能··· 458 (5) 抗菌性能··· 459 (6) 水質浄化性能··· 459 (7) まとめ··· 459 8.3 環境負荷低減技術··· 460 8.3.1 VOC対策における低温プラズマ応用技術··· 460 (1) 背景··· 460 (2) 各種低温プラズマ発生方式··· 460 (3) プラズマのエネルギー··· 460 (4) 各種VOCに対する分解能力と課題··· 461 (5) 触媒作用を利用した低温プラズマ反応··· 461 (6) おわりに··· 463 8.4 環境リスク評価の関連技術··· 465 8.4.1 液相中におけるナノ粒子計測技術··· 465 8.5 エネルギー関連技術··· 471 8.5.1 光電極および光触媒による水素製造··· 471 (1) はじめに··· 471 (2) 米国での研究··· 471 (3) 海外（米国以外）での研究··· 472 (4) 日本での研究··· 472 8.6 環境分野における新技術の可能性、将来技術··· 475 8.6.1 テラヘルツリモートセンシングによる地球気候変動モニタリング··· 475 (1) はじめに··· 475 (2) 地球気候変動··· 475 (3) テラヘルツ波観測の特徴··· 476 (4) 進化と歴史··· 476 (5) 国際ステーション搭載センサJEM/SMILES：··· 477 8.6.2 プラズモン励起を利用した新しい環境負荷低減技術··· 480 (1) はじめに··· 480 (2) 光エネルギーの電気エネルギーへの変換（太陽電池）··· 480 (3) 光エネルギーによる化学反応の駆動（光触媒）··· 481 (4) エネルギー貯蔵システムの可能性··· 482 (5) その他の展開の可能性··· 483
9.1 まえがき··· 485 9.2 白色光源の最新の開発動向··· 486 9.2.1 白色LEDの高効率化・高出力化··· 486 (1) まえがき··· 486 (2) 白色LEDの演色性の改善··· 486 (3) 白色光源としての白色LED ··· 487 (4) 白色LEDの高効率化··· 488 (5) 高出力白色LED ··· 489 (6) まとめ··· 490 9. 2. 2 LDを用いた白色点光源··· 491 (1) はじめに··· 491 (2) 白色光源の構成··· 491 (3) 白色光源の特性··· 492 (4) 他光源との比較··· 493 (5) まとめ··· 493 9.3 固体照明用蛍光体の開発動向··· 494 9.3.1 固体照明用蛍光体の開発動向··· 494 (1) はじめに··· 494 (2) CCFL用蛍光体··· 494 (3) 白色LED用蛍光体··· 495 (4) エレクトロルミネッセンス（EL）··· 497 9.3.2 固体照明用新蛍光体とそれを用いた白色LED··· 499 (1) はじめに··· 499 (2) ベータサイアロン緑色蛍光体··· 500 (3) 青色励起型白色LED ··· 500 (4) 青色蛍光体と青紫色励起型白色LED··· 501 (5) まとめ··· 501 9.4 白色LEDの応用··· 503 9.4.1 LEDを用いた照明装置の光学設計··· 503 (1) はじめに··· 503 (2) ベクター放射結合方式··· 503 (3) 照明装置の試作··· 504 (4) まとめ··· 505 9.4.2 一般照明応用··· 505 (1) ダウンライト··· 505 (2) 建築組込用LED照明器具 「（光る建築部材）点・線・面シリーズ」··· 506 (3) 地中埋込照明器具··· 506 (4) 近接照明器具··· 506 (5) 一般照明応用に向けての課題··· 507 9.4.3 白色LEDの自動車への応用··· 508 (1) 自動車外装照明への白色LEDの応用··· 508 (2) 次世代ヘッドランプへの期待··· 508 (3) ヘッドランプ用LEDの光学特性··· 509 (4) LEDを使用したヘッドランプの現状··· 510 (5) LEDヘッドランプの法規··· 511
9.4.4 農業応用··· 512 (1) 植物栽培光源としてのLEDの特徴··· 512 (2) 他の植物栽培光源との比較··· 515 (3) 植物栽培用LED水冷パネル光源··· 516 (4) LED光源を用いた大規模野菜工場··· 518 9.4.5 漁業応用··· 520 9.4.6 寺社照明··· 523 (1) はじめに··· 523 (2) パワーLEDモジュールの貴重品照明へのきっかけ··· 524 (3) おわりに··· 527 9.5 面発光光源の開発動向··· 528 9.5.1 LEDを用いた面発光光源··· 528 (1) はじめに··· 528 (2) 面発光光源の必要性··· 528 (3) フラット光源··· 528 (4) まとめ··· 530 9.5.2 有機EL素子を用いた面発光光源··· 530 (1) 照明としての有機EL··· 530 (2) 高効率化の検討··· 531 (3) 高輝度・長寿命化の検討··· 532 (4) 大面積化の検討··· 533 (5) 白色発光有機EL、および照明用有機ELの開発動向··· 533 (6) おわりに··· 535 9.5.3 無機ＥＬ素子を用いた面発光光源··· 538 (1) 直流EL··· 538 (2) 交流EL··· 539 9.6 固体照明素子の生体安全性··· 541 9.6.1 固体照明の普及と生体安全性··· 541 9.6.2 IEC規格：IEC 60825 – 1 ··· 542 9.6.3 CIE規格：CIE S 009/E ··· 542 9.6.4 LEDの光の安全基準に関するIEC規格とCIE規格の内容と比較··· 542 (1) IEC 60825 -1 の内容··· 542 (2) CIE S 009/Eの内容··· 543 9.6.5 実際のLED光源についての安全性評価の例··· 544 (1) LED光源に適用する国際規格··· 544 (2) 供試LED光源と評価条件··· 545 (3) 評価結果（リスクグループ区分）··· 545 (4) 評価結果のまとめ··· 545 9.6.6 実際の傷害の症例との関連··· 545 9.7 おわりに··· 547
1. 光材料・デバイス
1. 光材料・デバイス
1.1 はじめに
第一分科の光材料・デバイスでは、光通信用の素子やモジュール、情報記録用の光源や材料などの技術動 向を毎年調査している。さらに上記分野に限らず照明、環境、ディスプレイなども含めた分野において、将 来の基盤技術になると思われるテーマについて、毎年、トピックス的に技術調査を行っている。今年度はこ れらの調査テーマを波長軸上に並べて、各波長域での技術動向をまとめた。表 1.1.1.1 は私見であるが、各 波長域における調査テーマの分類である。今年度は従来の調査範囲に加え、新たにテラヘルツ域を設けた。
また今年度のトピックス項目としては、中赤外域では波長変換デバイス、光通信系波長域では光パケットス イッチ用デバイス、直接変調の長距離化、量子ドット、有機光デバイス、家庭内光配線、有機導波路の配線、
青・紫外域では非極性・半極性の GaN 系成長、低温エピ成長を取り上げた。毎年、継続調査を行っている 分野として、中赤外域では発・受光素子、光通信系では、波長可変レーザ、アンクールド光源、面発光レー ザ、装置内光伝送について技術調査を行った。青・紫外域における継続調査では、情報記録用光源として青 紫色レーザ、短波長化の動向として紫外LED について調べた。なお、毎年継続調査していた分野において も、昨年度からの進展が少ないと思われる調査項目においては、紙面の都合で割愛している。以下、各調査 項目については、その分野の第一人者に執筆していただいているので、是非、ご一読願いたい。
（土屋 朋信）
表1.1.1.1
・テラヘルツ電磁波の応用可能性
・情報通信用テラヘルツ電磁波
30μm～
1mm
＜360nm 405nm 0.85～
1.6μm 2～10μm 3μm～
3mm 調査波長 範囲 サブミリ波
～ 中赤外線
・紫外LED 紫外線
・家庭内光配線
・有機導波路を用いたフレキシブル配線
・非極性半極性のGaN系エピ成長
・GaN系材料の低温エピ成長
・青紫色レーザの高出力化 可視光線
・装置内光伝送
・波長変換レーザ
・アンクールド光源
・インターコネクト 用 面発光レーザ 光
配 線
・光パケットスイッチ用デバイス
・直接変調長距離
・通信波長帯の量子ドット
・有機光デバイス 光
素 子 近赤外線
今年度のトピックス調査項目 継続分野の調査項目
波長域
・赤外域の発受光素子 ・波長変換デバイス テ
ラ ヘ ル ツ
・テラヘルツ電磁波の応用可能性
・情報通信用テラヘルツ電磁波
30μm～
1mm
＜360nm 405nm 0.85～
1.6μm 2～10μm 3μm～
3mm 調査波長 範囲 サブミリ波
～ 中赤外線
・紫外LED 紫外線
・家庭内光配線
・有機導波路を用いたフレキシブル配線
・非極性半極性のGaN系エピ成長
・GaN系材料の低温エピ成長
・青紫色レーザの高出力化 可視光線
・装置内光伝送
・波長変換レーザ
・アンクールド光源
・インターコネクト 用 面発光レーザ 光
配 線
・光パケットスイッチ用デバイス
・直接変調長距離
・通信波長帯の量子ドット
・有機光デバイス 光
素 子 近赤外線
今年度のトピックス調査項目 継続分野の調査項目
波長域
・赤外域の発受光素子 ・波長変換デバイス テ
ラ ヘ ル ツ
1.2 テラヘルツ域
1.2.1 テラヘルツ電磁波の応用可能性
(1) テラヘルツ波の応用可能性
近年、テラヘルツ（THz）波と呼ばれる約0.3 ～ 10 THz（波長1 mm ～ 30 µm）の電磁周波数帯の光 源開発とその応用開拓が進んでいる。この帯域は電波と光波の中間に位置しており、電波のように紙、プラ スチック、ビニール、繊維、半導体、脂肪、粉体、氷など様々な物質を透過すると共に、光波のようにレン ズやミラーで空間を自在に取り回すことができる。また、電波に比べて波長が短いため、多くのイメージン グ用途にとって必要十分な適度な空間分解能を有している。さらに近年、ビタミンや糖、医薬品、農薬など 様々な試薬類に固有の吸収スペクトル（指紋スペクトル）がテラヘルツ帯で見出され、その応用可能性が広 がりつつある。
テラヘルツテクノロジー動向調査委員会等からの報告によればテラヘルツ波の応用が見込まれる分野は実 に広範囲にわたる。それは、テラヘルツ波が物質を透過し、数百 µm の空間分解能を有し、人体に安全で、
試薬類の指紋スペクトルを有し、さらにはDNAの1本鎖と2本鎖の識別・水と氷の吸収差・半導体不純物 への感度・ラセミ体の判別、などといったユニークな特長を有しているためである。
テラヘルツ波に期待されている産業応用可能性の一部を列挙すると； LSIチップの故障解析、郵便物中 の危険物検査、空港やビルのゲートにおける爆弾・セラミックナイフなどの危険物検査、セラミックスやプ ラスチック製品の内部欠陥検査、スペースシャトルの外壁タイルの検査、遮蔽空間内の高感度有毒ガス検出、
壁内部の腐食や亀裂などの診断、インク濃度検査、バイオチップの蛍光ラベルフリー診断、病理サンプルの オンサイト診断、皮膚がんの早期診断、美肌(角質層)診断、車の塗装検査、フレキシブルなテラヘルツ導波 路を用いた内視鏡などへの応用、医薬錠剤の多層コートなどの品質検査、病院で渡される包装薬の誤成分チ ェック、薬品工場での異種錠剤混入検査、半導体ウェハのドーパント密度の分布計測、ナノコンポジット材 料の解析、小袋包装のヒートシール部欠陥検査、青果物の品質評価、植物工場の潅水自動制御、冷凍食品な どの凍結解凍サイクルの最適化、凍結路面診断、粉ミルクなど粉体中の異物検出、卵の鮮度検査、胡麻など の水分含有量検査、油類の成分検査、等々既に公表されている応用可能性の一部分を挙げるだけでもこれだ けの多岐にわたる。上述の応用可能性以外にも、様々なテラヘルツ波利用技術に関するアイディアが企業サ イドあるいは研究サイドから提案されているが、特許に配慮してここでは記さない。
最近までテラヘルツ研究はレーザ研究者の趣味的な世界であったため産業応用にあまり目が向いていなか ったが、テラヘルツテクノロジーフォーラムなどの産官学連携が結成され、企業と研究者の橋渡しを進めつ つあり、上記のような新たな産業応用可能性が次々に産まれつつある。テラヘルツ波利用技術に関する秀逸 な解説記事や著書が多数出ているのでそれらを参照されたい1,2)。
(2) テラヘルツ波利用技術に関する我々の最近の進展
我々は、レーザ光の波長変換技術を用いて、既存の自由電子レーザなどに較べはるかに小型簡便な広帯域 波長可変テラヘルツ光源を開発し、さらなる高性能化、小型化などに関する研究を進めている3）。光注入型 テラヘルツパラメトリック発生器は、パルス幅のフーリエ限界の狭線化(0.003 cm-1, 100 MHz)を達成した。
最近では、マイクロチップNd:YAGレーザを励起光源とした超小型光注入型テラヘルツパラメトリック発生 器の開発、あるいはトップハットビーム形状のNd:YAGを励起光源として変換効率の増大などを進めている。
