1/24 有機EOポリマーの基礎と超高速光制御デバイスへの応用

 (国研)情報通信研究機構 未来ICT研究所 上席エキスパート、ナノ機能集積ICT研究室室長（兼務） 大友 明 氏

＜学歴＞
1984年  3月 東北大学工学部応用物理学科卒業　　　　　　　　　　　　　　　　
1995年12月 University of Central Florida、College of Engineering、大学院博士課程終了（Ph.D. Optical Science and Engineering）

＜職歴･研究歴＞
　1984年4月より昭和電工(株)精密機器研究所にて、医療機器の研究開発に従事。1990年9月よりCenter for Research in Electro-Optics and Lasers (CREOL) /University of Central Florida（米国）にて、有機EOポリマーデバイスの研究を開始。1996年6月より情報通信研究機構にて、有機分子フォトニクスやナノフォトニクスを光制御技術に応用する研究に従事。

 　Beyond 5G（B5G）では、5Gの10倍以上の高速化と1/100の省電力化が光通信システムに求められる。また、テラヘルツ領域（0.1-10 THz）に達する無線信号を光信号に直接変換する技術が必要になる。これらを実現するためのキーデバイスが電気光学（EO）効果を用いた光変調器や光フェーズドアレイなどの光制御デバイスである。さらに、B5Gのプラットフォームを活用したVR/ARなどのユーザーインターフェースとなる、3Dディスプレイやスマートグラスなどの新しい表示デバイスの実現も期待されている。

　光制御デバイスの高速化と省電力化はトレードオフの関係にあり、既存技術の延長では実現が難しい。有機EOポリマーは、大きなEO効果を示し光変調器の性能指数がニオブ酸リチウムなどの既存材料を上回るとともに誘電率が低く、超高速化と省電力化のブレークスルーが期待できる。また、テラヘルツ領域において吸収係数が比較的小さく、高効率なテラヘルツ変調器の実現も期待できる。また、スピンコートにより成膜が可能で薄膜化が容易であることや、シリコンフォトニクスとのハイブリッド化が可能であるなどの加工性にも優れている。しかし、B5Gで求められる性能を実現するためには、EO効果や耐熱性の更なる向上が求められている。

　本セミナーでは、有機EOポリマーの性能向上のための基礎知識として基本特性や設計指針、評価技術などについて論じるとともに、超高速光変調器や光フェーズドアレイなどの具体的な光制御デバイスへの応用例を紹介し、デバイス化の指針を示す。

 １．はじめに
　1.1 有機EOポリマーの特徴
　1.2 有機EOポリマーの応用

２．有機EOポリマーの基礎
　2.1 EO係数の定義と周波数（波長）分散
　2.2 有機EOポリマーの設計指針
　2.3 有機EOポリマーの評価方法
　2.4 有機EOポリマーの耐久性

３．有機EOポリマーを用いた光制御デバイス
　3.1 Si/EOポリマーハイブリッド小型超高速光変調器
　3.2 テラヘルツ無線-光信号変換
　3.3 動作波長の短波長化と超高速光フェーズドアレイ

□ 質疑応答 □

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