光技術動向調査報告書

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2004FY−003−1

光技術動向調査報告書

2 0 0 ５ ( 平成 1 7 ) 年3 月

財団

法人

光産業技術振興協会

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序文

2004(平成16)年度の光産業国内生産額は、当協会が行っている光産業動向調査委員会の調査結果によると、

金額にして約8兆4千億円、前年度比約13.8%増という高い伸びが見込まれ2年連続で過去最高を更新する見込みである。この背景には、主に薄型テレビに代表されるデジタル家電への期待も含めた急速な普及がうかがい知れる。未だ先行きへの不透明感が払拭されていない分野もあるものの、2000年後半からの世界的な IT不況の落ち込みからようやく脱することができ、再び安定した成長期に入ったのではないかと考えられる。

この間も、インターネットに代表されるデジタル情報転送・トラフィック需要は年2倍以上で伸び続けており、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への原動力と考えられる。将来に向けさらに光産業、光技術が活力を増すように、光に係わる超先端技術から基盤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。

このような状況の中で、光に係わる最先端技術の動向を継続的に調査報告することは、光技術の開発あるいは開発戦略策定に携わる方々にとって重要な指針になり、大きな意義があると考える。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してきた。

2004年度は、従来の光材料・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、ヒューマンインターフェース、加工・計測、太陽光エネルギ、医療福祉、環境の9分野に、新たに照明を加えた 10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、河田聡委員長と10名の分科会主査をはじめ、総勢55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、各専門分野の最先端で研究開発のリーダーシップをとっておられ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。

2005（平成17）年3月財団法人光産業技術振興協会会長金杉明信

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平成 16 年度光技術動向調査委員会名簿

（敬称略，順不同）

委員長河田

聡大阪大学大学院工学研究科応用物理学専攻教授第１分科会（光材料･デバイス）

主査中野義昭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委員小野村正明株式会社東芝研究開発センターディスクリート半導体事業部主査委員倉又朗人株式会社富士通研究所フォト・エレクトロニクス研究所光半導体研究部

主任研究員

委員土屋朋信株式会社日立製作所中央研究所通信デバイス研究部主任研究員委員中村滋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

委員宗像務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アドバンストオプト部課長

第２分科会（光通信ネットワーク）

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主幹研究員

委員石川丈二株式会社富士通研究所ネットワークシステム研究所フォトニックシステム研究部主任研究員

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

委員布施優松下電器産業株式会社ブロードバンドコミュニケーション開発センター伝送方式グループ伝送第1チームチームリーダー

委員松尾昌一郎株式会社フジクラ光電子技術研究所光プロセス研究部ＦＦグループ主管

委員森田逸郎株式会社ＫＤＤＩ研究所光伝送システムグループ研究主査

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

第３分科会（光メモリ･情報処理）

主査渡辺正信独立行政法人産業技術総合研究所光技術研究部門長委員川田善正静岡大学工学部機械工学科助教授

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委員小島良明パイオニア株式会社総合研究所開発統括部ナノプロセス研究部第一研究室主事

委員斉藤公博ソニー株式会社 BBNC OS開発本部 OD開発部門１部シニアオプティカルリサーチャー

委員辻岡強大阪教育大学教育学部教養学科教授

委員山田昇松下電器産業株式会社メディア制御システム開発センターメディア開発グループグループマネージャー

第４分科会（ディスプレイ）

主査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副主査打土井正孝パイオニア株式会社研究開発本部 PDP開発センター委員菊池宏日本放送協会放送技術研究所材料基盤技術副部長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シニアリサーチャ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員

第５分科会（ヒューマンインターフェース）

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ＷＵＷＥＩ三菱電機株式会社先端技術総合研究所電力システム技術部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

第６分科会（加工･計測）

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

副主査伊藤雅英筑波大学大学院数理物質科学研究科助教授

委員秋山靖裕株式会社東芝生産技術センター生産技術企画部技術企画担当参事委員小野寺理文職業能力開発総合大学校電子工学科助教授

委員松坂壮太千葉大学工学部電子機械工学科助手

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

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第７分科会（太陽光エネルギ）

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評価チーム主任研究員

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

第８分科会（医療・福祉フォトニクス）

主査伊藤雅英筑波大学大学院数理物質科学研究科助教授

委員岩井俊昭北海道大学電子科学研究所助教授附属ナノテクノロジー研究センターナノ材料研究分野

委員橋新裕一近畿大学理工学部電気電子工学科助教授委員藤田克昌大阪大学大学院工学研究科応用物理学専攻

第９分科会（環境フォトニクス）

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光利用研究グループ主任研究員

委員平野嘉仁三菱電機株式会社情報技術総合研究所光・マイクロ波回路技術部チームリーダー主席研究員

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チームリーダー主任研究員

委員村越敬北海道大学大学院理学研究科化学専攻第１０分科会（照明）

主査川上養一京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

委員倉又朗人株式会社富士通研究所フォト・エレクトロニクス研究所光半導体研究部主任研究員

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R&Dセンターオプティックスグループ主査技師

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事務局北山賢一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，第８分科会担当）

事務局野口幸男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）

事務局内海邦昭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）

事務局山崎清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）

事務局伊藤和弘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９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１０分科会担当）

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はじめに

2004年度は自然災害が多発した年だった。この世界各地で多発する地震、津波などの自然災害を予測し、

その被害を軽減する為に、大洋を取り巻く国家間の超高速情報網の早期整備が叫ばれている。これを実現する手段として、光技術はキーテクノロジーとして欠かせないものであり、光技術の重要性も更に高まりつつある。

また、昨年世界中を湧かせたオリンピックにおいても、リアルタイム映像が全世界で見られることは既に当たり前であり、各国の選手達の命運を左右する計測技術にも、その測定精度から光技術は必須のものとなっている。この様に身近なものから、ナノテクやバイオテク、環境、医療、セキュリティに至るまで、今では光技術は 21 世紀の発展を支える技術である。それと同時に極めて先端的なる技術が開発されるにつれ、

軍事技術にも光技術が多用されており、光産業界のより高い倫理観と社会貢献に対する覚悟が求められる。

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調査を行っているものである。今年度の光技術動向調査委員会は、従来の調査項目（デバイス・材料、通信ネットワーク、

光メモリ、ディスプレイ、インターフェース、加工・計測、太陽光エネルギ、医療福祉、環境フォトニクス）

に加えて、エジソンの発明以来未だに使用され続けている白熱電球、それと戦後著しく普及した蛍光灯の両者をも置き換える可能性を持った革命的デバイスが最近注目を集めていることもあり、新たに「照明」分野の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。

また、海外に於ける光技術動向調査のため、昨今の成長著しい韓国に対し、光技術動向海外調査団を組織して実地調査を行った。更に正月明けの委員会において、特許庁並びにシンクタンクの方を講師に迎えて、

「特許の質」に関しての講演とディスカッションを行った。海外実地調査の成果は別冊の報告書にて、またディスカッションの概要は第11章にまとめてある。

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、1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。その中で全体委員会において行ったトピックス講演の題目は、以下の通りである。

[委員会]

第1回光技術動向調査委員会平成16年7月30日

講演「自動車用白色LEDの技術/市場動向」（スタンレー電気久志本琢也氏）

講演「白色LEDの医療分野への応用」（京都府立医科大学島田順一氏）

第2回光技術動向調査委員会平成16年10月29日

講演「光産業の特許動向調査報告」（リコー／光産業技術振興協会特許委員会阿部仁彦氏）

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第3回光技術動向調査委員会平成16年1月7日～8日講演「特許の質向上に質する特許明細書」（特許庁岩田行剛氏）

講演「特許の質に関して～技術動向分析事例を通じて～」（三菱総研中村達生氏）

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ることを報告し、ここに感謝の意をあらわしたい。

平成17年3月光技術動向調査委員会委員長河田聡

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委員以外の執筆者名簿（敬称略，順不同）

（光材料・デバイス）

皆方誠静岡大学電子工学研究所新領域創成部門・光制御デバイス分野教授中村孝夫住友電気工業株式会社光・電子デバイス研究部プロジェクトリーダー田中雅明東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻教授

山田博仁日本電気株式会社中央研究所基礎・環境研究所朝日一大阪大学産業科学研究所教授

片浦弘道独立行政法人産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門杉原興浩東北大学多元物質科学研究所有機系応用システム研究分野

八木哲哉三菱電機株式会社高周波光デバイス製作所光素子開発部高出力光素子開発グループグループマネージャー

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

向井孝志日亜化学工業株式会社取締役第二部門第一技術本部本部長兼第二部門開発本部窒化物半導体研究所所長

福島徹古河電気工業株式会社半導体デバイス開発部技術グループ

神徳正樹日本電信電話株式会社フォトニクス研究所複合光デバイス研究部研究主任國分泰雄横浜国立大学大学院工学研究院知的構造の創生部門電気電子と数理情報分野教授遊部雅生日本電信電話株式会社先端技術総合研究所フォトニクス研究所先端光エレクトロニク

ス研究部光波制御デバイス研究グループ

山本剛之株式会社富士通研究所フォト・エレクトロニクス研究所光半導体研究部主任研究員今泉伸夫並木精密宝石株式会社 NJC 研究所

五明明子日本電気株式会社中央研究所基礎・環境研究所量子情報 TG 須崎泰正日本電信電話株式会社フォトニクス研究所フォトニクスデバイス研究部廣田幸弘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平松和政三重大学工学部電気電子工学科教授

元垣内敦司三重大学工学部電気電子工学科

（光通信ネットワーク）

坂本匡日本電信電話株式会社 NTTフォトニクス研究所

宮崎哲弥独立行政法人情報通信研究機構 (NICT) 情報通信部門超高速フォトニックネットワークグループ

鈴木敏司キャノン株式会社放送機器事業部放送機器第一開発部井上恭日本電信電話株式会社 NTT物性科学基礎研究所

富沢将人日本電信電話株式会社 NTT未来ねっと研究所

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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 NTTネットワークサービスシステム研究所

（光メモリ・情報処理）

近藤哲也日本ビクタ－株式会社技術開発本部小島靖彦株式会社エリオニクス開発室

稗田泰之株式会社東芝研究開発センタ－記録材料デバイスラボラトリ－

岩満寛伯東株式会社電子機器第一事業部グル-プ長

志田宜義パイオニア株式会社総合研究所ナノプロセス研究部第 3 研究室

芦田純生株式会社東芝横浜事業所光ディスク開発部駐在研究開発センター記憶材料・デバイスラボラトリー主任研究員

青井利樹 TDK 株式会社レコーディングメディア＆ソリューションズ BG 開発部部長尾留川正博松下電器産業株式会社メディア制御システム開発センター

大野鋭二松下電器産業株式会社メディア制御システム開発センター水内公典松下電器産業株式会社メディア制御システム開発センター金馬慶明松下電器産業株式会社メディア制御システム開発センター中野隆志独立行政法人産業技術総合研究所次世代光工学研究ラボ

石本努ソニー株式会社ホームエレクトロニクスネットワークカンパニーホームエレクトロニクス開発本部オプティカルシステム開発部門光システム開発

河合壮奈良先端科学技術大学院大学物質科学教育研究センター笠澄研一松下電器産業株式会社メディア制御システム開発センター

八木生剛日本電信電話株式会社サイバースペース研究所サイバー入出力プロジェクト主任研究員桜井宏巳旭硝子株式会社中央研究所

市村功ソニー株式会社ホームエレクトロニクスネットワークカンパニーホームエレクトロニクス開発本部オプティカルシステム開発部門光システム開発部

前田修一三菱化学株式会社科学技術研究センター内田欣吾龍谷大学理工学部物質化学科教授

池内克史東京大学大学院情報学環学際情報学専攻教授徳丸春樹日本放送協会技術研究所放送デバイス主任研究員

（ディスプレイ）

石原将市シャープ株式会社ディスプレイ技術開発本部ディスプレイ材料技術研究所第１研究部主任研究員

内海夕香株式会社日立製作所材料研究所画像デバイス研究部有機材料ユニット

分元博文東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社（TMD）開発センター表示技術開発部開発第二担当

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柏原充宏ソニー株式会社マイクロシステムズネットワークカンパニーディスプレイデバイス開発本部デバイス技術開発部デバイス設計課

深瀬章夫セイコーエプソン株式会社富士見事業所 OLED 技術開発本部 OL 要素技術開発部中本正幸静岡大学電子工学研究所

面谷信東海大学工学部応用理学科光工学専攻

前嶋一也三菱電機株式会社電力・社会システム事業所映像情報システム部大型表示技術課竹田圭吾セイコーエプソン株式会社研究開発本部コアテクノロジー開発部部長

鹿間信介三菱電機株式会社情報技術総合研究所光・マイクロ波回路技術部

藤井哲郎日本電信電話株式会社未来ねっと研究所メディアネットワーキング研究部濱岸五郎三洋エプソンイメージングデバイス株式会社技術開発統括部要素開発部三上明義金沢工業大学工学部情報通信工学科

服部励治九州大学システム情報科学研究院電子デバイス工学部門

（ヒューマンインターフェース）

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山内規義早稲田大学大学院情報生産システム研究科教授

宮奥健人日本電信電話株式会社 NTT 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）

金田有史 University of Arizona, Assistant Research Professor 株式会社メガオプトプロジェクトマネージャー

植村禎夫独立行政法人産業技術総合研究所光技術研究部門主任研究員片山聖二大阪大学接合科学研究所接合機構研究部門教授

沢田博司 NEC マシナリー株式会社研究開発センター

中田芳樹九州大学大学院システム情報科学研究院電気電子システム工学部門助手塚本雅裕大阪大学接合科学研究所スマートプロセス研究センター

長岡宜徳ケーエルエー・テンコール株式会社第一 SBU 事業部

佐藤学山形大学大学院理工学研究科生体センシング機能工学専攻助教授

（太陽光エネルギー）

高本達也シャープ株式会社ソーラーシステム事業本部ソーラーシステム開発センター第二開発部

川崎雅司東北大学金属材料研究所教授寒川誠二東北大学流体科学研究所教授中嶋一雄東北大学金属材料研究所教授

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（医療・福祉フォトニクス）

小田-望月紀子立命館大学放射光生命科学研究センター

平野達浜松医科大学光量子医学研究センター客員教授

深野天理化学研究所脳科学総合研究センター細胞機能探索技術開発チーム菊池和也東京大学大学院薬学系研究科薬品代謝化学教室助教授

橋本守大阪大学大学院基礎工学研究科助教授

岡本隆之独立行政法人理化学研究所河田ナノフォトニクス研究室河野澄夫独立行政法人食品総合研究所分析科学部非破壊評価研究室長亀岡孝治三重大学理事・副学長教授

高辻正基東海大学教授

岡本研正香川大学大学院工学研究科教授

（環境フォトニクス）

戸野倉賢一東京大学環境安全研究センター浅沼市男東京情報大学総合情報学部環境情報学科

小栗一将独立行政法人海洋研究開発機構地球内部変動研究センター地球古環境変動研究プログラム

高濱孝一松下電工株式会社新事業企画室コーティング事業推進グループ部長

堀久男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グループ長

赤井智子独立行政法人産業技術総合研究所環境化学技術研究部門高機能ガラスグループ本越伸二財団法人レーザー技術総合研究所

和田雄二大阪大学大学院工学研究科物質・生命工学専攻

（照明）

柴田直樹豊田合成株式会社オプト E 事業部開発部部長森田大介日亜化学工業株式会社窒化物半導体研究所係長長谷堯化成オプトニクス株式会社蛍光体技術室部長研究員

久志本琢也スタンレー電気株式会社技術研究所研究開発センター主任技師松岡智巳ウシオライティング株式会社第三事業部

島田順一京都府立医科大学呼吸器外科学内講師河本康太郎株式会社テクノローグ顧問

菰田卓哉松下電工株式会社先行・融合技術研究所技監

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総目次

はじめに

1. 光材料･デバイス 1.1 はじめに･････････････････････････････････････････････ 1 1.2 材料･････････････････････････････････････････････････ 2 1.3 発光デバイス･･････････････････････････････････････････33 1.4 光導波・制御デバイス･･････････････････････････････････52 1.5 光検出デバイス････････････････････････････････････････78 1.6 おわりに･････････････････････････････････････････････87 2. 光通信ネットワーク 2.1 はじめに････････････････････････････････････････････ 89 2.2 基幹伝送システム･････････････････････････････････････ 91 2.3 光アクセス･･･････････････････････････････････････････110 2.4 フォトニックネットワーク･････････････････････････････126 2.5 メトロネットワーク･･･････････････････････････････････128 2.6 光LAN／インターコネクション･････････････････････････135 2.7 伝送用光ファイバ技術･････････････････････････････････149 2.8 量子暗号通信技術･････････････････････････････････････155 2.9 標準化動向･･･････････････････････････････････････････163 3. 光メモリ・情報処理 3.1 はじめに････････････････････････････････････････････181 3.2 マスタリングとレプリケーション･･･････････････････････185

3.3 青色レーザを用いた光ディスクシステム･････････････････200

3.4 高密度メモリ将来技術･････････････････････････････････216 3.5 光メモリに望むこと･･･････････････････････････････････236 4. ディスプレイ 4.1 はじめに････････････････････････････････････････････243 4.2 電子ディスプレイデバイス･････････････････････････････244 4.3 トピックス･･･････････････････････････････････････････302 4.4 おわりに････････････････････････････････････････････323 5. ヒューマンインタフェース 5.1 はじめに････････････････････････････････････････････325 5.2 イメージセンサデバイス･･･････････････････････････････327 5.3 ITS（災害と交通）････････････････････････････････････335

5.4 光バイオメトリクス（個人認証への光応用）･････････････343

5.5 画像入力デバイスと機器･･･････････････････････････････349 5.6 ウェアラブルコンピュータ･････････････････････････････357 5.7 ユビキタスコンピューティング･････････････････････････363 5.8 拡張現実感･･･････････････････････････････････････････368 5.9 在宅安全・安心サービス･･･････････････････････････････376 5.10 おわりに･･･････････････････････････････････････････382 6. 加工･計測 6.1 はじめに････････････････････････････････････････････383 6.2 加工用光源技術･･･････････････････････････････････････385 6.3 加工技術････････････････････････････････････････････394 6.4 加工技術の学会発表動向･･･････････････････････････････407 6.5 マスク検査装置･･･････････････････････････････････････414 6.6 計測における位相制御技術･････････････････････････････420 6.7 韓国における加工・計測技術･･･････････････････････････431

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7. 太陽光エネルギ 7.1 はじめに････････････････････････････････････････････437

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･････439

7.3 薄膜系太陽電池の開発状況･････････････････････････････444 7.4 有機系太陽電池･･･････････････････････････････････････456 7.5 次世代基礎技術開発･･･････････････････････････････････463 7.6 太陽電池性能評価技術･････････････････････････････････479 8. 医療・福祉フォトニクス 8.1 はじめに････････････････････････････････････････････483 8.2 医療フォトニクス･････････････････････････････････････484 8.3 機能計測フォトニクス･････････････････････････････････498 8.4 アグリフォトニクス･･･････････････････････････････････513 8.5 おわりに････････････････････････････････････････････535 9. 環境フォトニクス 9.1 はじめに････････････････････････････････････････････537 9.2. 環境モニター･････････････････････････････････････････538 9.3 環境改善技術･････････････････････････････････････････558 9.4 環境負荷低減技術･････････････････････････････････････565

10. 照明 10.1 はじめに･･･････････････････････････････････････････573

10.2 白色LEDの現状と課題････････････････････････････････574 10.3 紫外LED及び蛍光体の開発動向････････････････････････580 10.4 白色LEDを用いた照明装置････････････････････････････594 10.5 LED光計測の標準化･･････････････････････････････････616 10.6 有機EL照明デバイスの現状･･･････････････････････････624 10.7 おわりに･･･････････････････････････････････････････630 11.「特許の質」に関するディスカッ

ション（概要）

11.1 パネルディスカッション･･････････････････････････････631 11.2 特許の質に関するアンケート･･････････････････････････637

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更新日： 2005/04/15 現在

1. 光材料・デバイス･････････････････････････････････････････････････････････････････････1 1.1 はじめに･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････1 1.2 材料･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････2 1.2.1 強誘電体･･････････････････････････････････････････････････････････････････････2 (1) 定比組成LN/LT結晶････････････････････････････････････････････････････････････2 (2) Black LN/LT結晶･･････････････････････････････････････････････････････････････3 (3) 分極反転技術･･････････････････････････････････････････････････････････････････3 (4) 高密度記録媒体を目指したドメイン・エンジニアリング･････････････････････････････4 1.2.2 II-VI半導体････････････････････････････････････････････････････････････････････6 (1) はじめに･･････････････････････････････････････････････････････････････････････6 (2) ZnSe白色LEDの寿命伸長･･･････････････････････････････････････････････････････6 (3) 低抵抗ZnO透明導電膜の大面積成膜･･･････････････････････････････････････････････8 (4) ZnOのpn接合発光･･････････････････････････････････････････････････････････････8 (5) まとめ････････････････････････････････････････････････････････････････････････8 1.2.3 スピン機能半導体材料･･････････････････････････････････････････････････････････9 (1) はじめに･･････････････････････････････････････････････････････････････････････9 (2) 磁性・スピン機能をもつ半導体ベースの材料･･･････････････････････････････････････9 (3) III-V族磁性半導体とその強磁性転移温度･････････････････････････････････････････11 (4) 今後の課題･･･････････････････････････････････････････････････････････････････16 1.2.4 シリコンフォトニクス･････････････････････････････････････････････････････････19 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････19 (2) Si導波路素子･････････････････････････････････････････････････････････････････19 (3) Si発光素子･･･････････････････････････････････････････････････････････････････21 (4) おわりに･････････････････････････････････････････････････････････････････････22 1.2.5 温度無依存バンドギャップ半導体････････････････････････････････････････････････23 (1) タリウム系半導体･････････････････････････････････････････････････････････････23 (2) ビスマス系半導体･････････････････････････････････････････････････････････････26 1.2.6 カーボンナノチューブ･････････････････････････････････････････････････････････27 (1) 単層カーボンナノチューブの電子構造と光吸収････････････････････････････････････27 (2) フォトルミネッセンスとエレクトロルミネッセンス････････････････････････････････28 (3) SWCNTの直径制御と非線形光学効果････････････････････････････････････････････29 1.2.7 有機材料の光物性-発光・導波材料としてのポテンシャル･･･････････････････････････30 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････30 (2) 有機EL材料とデバイス･････････････････････････････････････････････････････････30 (3) 有機導波材料とデバイス････････････････････････････････････････････････････････31 (4) おわりに･････････････････････････････････････････････････････････････････････31 1.3 発光デバイス･････････････････････････････････････････････････････････････････････33 1.3.1 長波長レーザ･････････････････････････････････････････････････････････････････33 (1) 量子ドットレーザ･････････････････････････････････････････････････････････････33

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(2) 長波長面発光レーザ･･･････････････････････････････････････････････････････････33 (3) 1.3 µm帯Uncooled直接変調レーザ･･･････････････････････････････････････････････34 1.3.2 高出力650nm帯レーザ･････････････････････････････････････････････････････････35 (1) 高出力化･････････････････････････････････････････････････････････････････････35 (2) 2波長化･･････････････････････････････････････････････････････････････････････37 (3) おわりに･････････････････････････････････････････････････････････････････････37 1.3.3 青紫・紫外レーザ･････････････････････････････････････････････････････････････39 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････39 (2) 高出力光ディスク用LD･････････････････････････････････････････････････････････39 (3) 青緑色LD ････････････････････････････････････････････････････････････････････40 (4) 紫外LD ･･････････････････････････････････････････････････････････････････････40 (5) まとめ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････41 1.3.4 高出力励起レーザ･････････････････････････････････････････････････････････････41 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････41 (2) 1480nm帯レーザ･･････････････････････････････････････････････････････････････42 (3) シングルモードファイバ用980nm励起光源の高出力化･･････････････････････････････43 (4) ブロードエリア高出力980nm励起光源･･･････････････････････････････････････････43 1.3.5 3波長集積化･･････････････････････････････････････････････････････････････････45 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････45 (2) 高精度マウント方式3波長レーザ･････････････････････････････････････････････････46 (3) ウェハ張り合わせ方式青紫/赤2波長レーザ････････････････････････････････････････46 (4) まとめ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････47 1.3.6 新波長域光源･････････････････････････････････････････････････････････････････47 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････47 (2) 深紫外域光源･････････････････････････････････････････････････････････････････47 (3) 赤外域光源･･･････････････････････････････････････････････････････････････････49 (4) 0.5～0.6μm（緑色から橙色）の光源････････････････････････････････････････････50 (5) むすび･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････50 1.4 光導波・制御デバイス･････････････････････････････････････････････････････････････52 1.4.1 PLC系デバイス･･･････････････････････････････････････････････････････････････52 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････52 (2) 石英ガラス系集積回路･････････････････････････････････････････････････････････52 (3) 高比屈折率差導波路･･･････････････････････････････････････････････････････････53 1.4.2 微小リング共振器･････････････････････････････････････････････････････････････55 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････55 (2) 微小リング共振器のコア材料････････････････････････････････････････････････････55 (3) 微小リング共振器の特性････････････････････････････････････････････････････････55 1.4.3 パラメトリック波長変換････････････････････････････････････････････････････････58 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････58 (2) 短波長光源への応用･･･････････････････････････････････････････････････････････58 (3) 光通信用波長変換素子への応用･･････････････････････････････････････････････････58 (4) 中赤外域光源への応用･････････････････････････････････････････････････････････59 (5) 関連材料の進展･･･････････････････････････････････････････････････････････････60 (6) まとめ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････60 1.4.4 光変調器・スイッチ･･･････････････････････････････････････････････････････････62 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････62

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(3) InP系変調器･･････････････････････････････････････････････････････････････････63 (4) その他の材料を用いた変調器、導波路型光スイッチの話題･･････････････････････････64 (5) おわりに･････････････････････････････････････････････････････････････････････64 1.4.5 全光制御デバイス･････････････････････････････････････････････････････････････66 (1) デバイス･････････････････････････････････････････････････････････････････････66 (2) サブシステム･････････････････････････････････････････････････････････････････67 1.4.6 光アイソレータ･･･････････････････････････････････････････････････････････････69 (1) 簡略構造光アイソレータ････････････････････････････････････････････････････････69 (2) データ通信用途短小化光アイソレータ････････････････････････････････････････････70 (3) 導波路型光アイソレータ････････････････････････････････････････････････････････71 1.4.7 フォトニッククリスタルデバイス････････････････････････････････････････････････72 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････72 (2) フォトニッククリスタル導波路デバイス･･････････････････････････････････････････73 (3) まとめ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････73 1.4.8 光集積回路･･･････････････････････････････････････････････････････････････････75 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････75 (2) WDM用光集積回路････････････････････････････････････････････････････････････75 (3) まとめ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････76 1.5 光検出デバイス･･･････････････････････････････････････････････････････････････････78 1.5.1 通信高速デバイスの進展････････････････････････････････････････････････････････78 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････78 (2) 10 Gbit/s-APD････････････････････････････････････････････････････････････････78 (3) 40 Gbit/s-APD････････････････････････････････････････････････････････････････80 (4) おわりに･････････････････････････････････････････････････････････････････････82 1.5.2 窒化物（GaN）光検出器･･･････････････････････････････････････････････････････83 (1) はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････83 (2) III族窒化物半導体を用いた紫外線受光素子･･･････････････････････････････････････83

(3) III族窒化物半導体を用いたショットキー型紫外線受光素子の

近紫外～軟X線領域での受光特性･････････････････････････････････････････････････84 (4) おわりに･････････････････････････････････････････････････････････････････････85 1.6 おわりに･････････････････････････････････････････････････････････････････････････87 2. 光通信ネットワーク･･････････････････････････････････････････････････････････････････89 2.1 はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････････89 2.2 基幹系光伝送システム･････････････････････････････････････････････････････････････91 2.2.1 はじめに･････････････････････････････････････････････････････････････････････91 2.2.2 変復復調技術･････････････････････････････････････････････････････････････････93 2.2.3 波長分散／偏波モード分散補償技術･･････････････････････････････････････････････95 2.2.4 光増幅中継技術･･･････････････････････････････････････････････････････････････97 (1) 希土類ドープファイバ増幅器････････････････････････････････････････････････････97 (2) ファイバラマン増幅器･････････････････････････････････････････････････････････98 (3) ファイバパラメトリック増幅器･･････････････････････････････････････････････････99 (4) 半導体増幅器･････････････････････････････････････････････････････････････････99 2.2.5 超高速光信号処理／伝送技術･･･････････････････････････････････････････････････103 (1) 超高速光信号処理････････････････････････････････････････････････････････････103 (2) 超高速伝送技術･･････････････････････････････････････････････････････････････103

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(1) 高密度波長多重伝送技術･･･････････････････････････････････････････････････････106 (2) 長中継スパン伝送技術････････････････････････････････････････････････････････107 2.3 光アクセス･･････････････････････････････････････････････････････････････････････110 2.3.1 はじめに････････････････････････････････････････････････････････････････････110 2.3.2 光アクセス･･････････････････････････････････････････････････････････････････110 (1) WDM-PON･･････････････････････････････････････････････････････････････････110 (2) 多重方式、その他････････････････････････････････････････････････････････････112 2.3.3 光ファイバ無線アクセス･･･････････････････････････････････････････････････････114 2.3.4 光無線通信･･････････････････････････････････････････････････････････････････117 (1) はしがき････････････････････････････････････････････････････････････････････117 (2) 光無線の概要････････････････････････････････････････････････････････････････118 (3) 光無線の特徴････････････････････････････････････････････････････････････････118 (4) 超高速ネットワークのロードマップ･････････････････････････････････････････････119 (5) 技術概要････････････････････････････････････････････････････････････････････119 (6) 次世代光無線技術････････････････････････････････････････････････････････････120 (7) 光波伝搬特性････････････････････････････････････････････････････････････････121 (8) 伝搬損失と視程の関係････････････････････････････････････････････････････････122 (9) 光空間通信システムの稼働率･･･････････････････････････････････････････････････123 (10) レーザ安全基準･････････････････････････････････････････････････････････････123 2.4 フォトニックネットワーク････････････････････････････････････････････････････････126 2.4.1 はじめに････････････････････････････････････････････････････････････････････126 2.4.2 制御プレーン････････････････････････････････････････････････････････････････126 2.4.3 光パケット･･････････････････････････････････････････････････････････････････127 2.4.4 Gridサービスへのフォトニックネットワークの適用･･･････････････････････････････127 2.5 メトロネットワーク･･････････････････････････････････････････････････････････････128 2.5.1 はじめに････････････････････････････････････････････････････････････････････128 2.5.2 光スイッチングノード技術･････････････････････････････････････････････････････129 (1) OXCノード･･････････････････････････････････････････････････････････････････129 (2) OADMノード････････････････････････････････････････････････････････････････129 (3) 光ハブノード････････････････････････････････････････････････････････････････130 2.5.3 光スイッチデバイス技術･･･････････････････････････････････････････････････････131 (1) MEMSスイッチ･･････････････････････････････････････････････････････････････131 (2) 波長選択スイッチ(WSS)･･･････････････････････････････････････････････････････131 2.5.4 プロテクション機能･･････････････････････････････････････････････････････････132 2.5.5 今後の展開･･････････････････････････････････････････････････････････････････133 2.6 光LAN／インターコネクト････････････････････････････････････････････････････････135 2.6.1 はじめに････････････････････････････････････････････････････････････････････135 2.6.2 データコム向けイーサネット規格･･･････････････････････････････････････････････135 (1) 10Gbイーサネットの概要･･････････････････････････････････････････････････････135 (2) イーサネット標準光インタフェース･････････････････････････････････････････････136 (3) LAN/PHY･･･････････････････････････････････････････････････････････････････137 (4) WAN/PHY ･･････････････････････････････････････････････････････････････････139 2.6.3 テレコム向け規格････････････････････････････････････････････････････････････139 (1) SONET/SDH････････････････････････････････････････････････････････････････139 (2) OTN（G.709）･･････････････････････････････････････････････････････････････142 2.6.4 ファイバチャネル････････････････････････････････････････････････････････････142