ポリマー光導波路の材料設計、作製技術と光インターコネクトへの応用

第1部 ポリマー光導波路の作製技術とCo-package技術への応用

(2021年11月16日 10:30〜11:50)

　クラウドコンピューティング技術の普及とともにデータセンタの担う役割は高まる一方となり、昨今では、データセンタネットワークに光配線が当然のごとく導入されている。この光配線に求められる広帯域、高配線密度、伝送長距離化を満足するべく伝送路にはシングルモードファイバ、送受信器には、シリコンフォトニクス技術を元にした光集積回路の適用が求められている。この光集積回路チップをLSIと同一の基板に実装するCo-Package技術は、これまでの電子回路基板・デバイス・実装技術を大きく変えうる技術として、この数年、様々な革新がもたらされている。 　本講演では、昨今高い注目を集めているCo-Package技術のキーデバイスとして期待されるポリマー光導波路について、構成材料への要求仕様、新たな手法を含めた作製方法、導波路の構造と特性、サプライチェーンの動向について解説する。

1. 光インターコネクト技術を取り巻く近況
2. ポリマー光導波路の研究開発の歴史
   1. ポリマー光導波路構成材料
   2. ポリマー光導波路の分類
   3. ポリマー光導波路の作製手法
   4. 光回路とポリマー光導波路
   5. シリコンフォトニクス技術とポリマー光導波路
3. モスキート法
   1. モスキート法とは?
   2. モスキート法により作製されるマルチモードポリマー光導波路
   3. モスキート法により作製されるシングルモードポリマー光導波路
   4. 3次元光回路のためのポリマー光導波路
   5. Co-package技術のためのポリマー光導波路:材料,導波路に求められる仕様
4. 国内外のCo-package技術応用へ向けたポリマー光導波路の開発動向
5. まとめ
• 質疑応答

第2部 有機電気光学ポリマーの高性能化と光制御デバイスへの応用技術

(2021年11月16日 12:40〜14:00)

　Beyond 5Gにおける無線通信や光通信では、5Gの10倍以上の超高速・大容量通信が必要とされるため、無線通信におけるテラヘルツ波や光波の利用や100Gbaud超級の光インターコネクション技術の開発が不可欠である。有機電気光学ポリマーは、ニオブ酸リチウムなどの無機材料に比べて高速性や加工性において優れていることから、有機電気光学ポリマーを用いた超高速光変調器やテラヘルツ波発生・検出器などの開発が期待されている。本講演では、有機電気光学ポリマーの材料技術やデバイスプロセス技術、光インターコネクト用シリコンハイブリッド超高速光変調器などの光制御デバイス技術について解説する。

1. 電気光学効果とその応用
   1. 電気光学効果 (ポッケルス効果) とは
   2. 電気光学効果を用いた光制御デバイス
2. 有機電気光学ポリマーの高性能化
   1. 有機電気光学ポリマーの設計指針
   2. 有機電気光学ポリマーの評価方法
   3. 性能向上の取組みと成果
3. 有機電気光学ポリマーを用いた光制御デバイス
   1. シリコンハイブリッド小型超高速光変調器
   2. 超高速光フェーズドアレイ
   3. 高効率広帯域テラヘルツ波発生・検出
• 質疑応答

第3部 光導波路向け感光性樹脂の設計と微細加工技術

(2021年11月16日 14:10〜15:30)

　光インターコネクト分野への光導波路技術の利用は、古くから検討が行われてきていたが、従来の電気基板、配線におけるプロセス及び材料技術の進歩により、永く光化の市場が開かれなかった。このような背景から、多くの国内光導波路メーカーが開発検討を止めていった経緯があり、国内における材料設計技術開発についても停滞しているように感じられる。 　そこで本講演では、光導波路材料への各種要求物性に対する感光性材料設計及び微細加工法について、従前技術から将来展望までを俯瞰した形で紹介する。

1. 光インターコネクトにおける光導波路の役割
2. 光導波路用感光性樹脂の材料設計
   1. 光導波路用材料に求められる物性と課題因子
   2. 光学特性の付与
   3. 耐熱特性の付与
   4. 機械特性の付与
   5. 微細加工性の付与
3. 光導波路の作製方法
   1. フォトリソグラフィー法
   2. フォトブリーチング法
   3. フォトアドレス法
   4. レーザー加工法
4. 国内各社における光導波路材料の設計例
• 質疑応答

第4部 光インターコネクト向け光モジュールの開発動向と課題

(2021年11月16日 15:40〜17:00)

　近年、データセンタで急増するデータトラフィックに対応するため、データセンタの大規模化が進んでおり、機器間配線に光インターコネクト技術が適用されている。さらなる高速・大容量化に対応するためには、光インターコネクトを従来の機器間だけでなく、機器内 (オンボード) 配線にも導入する必要があり、技術開発が進んでいる。 　そこで本講座では、オンボード光インターコネクションの概要と、規格・技術開発動向について説明する。また、将来の光インターコネクトで導入が予想されるCo-Package技術と呼ばれる次世代実装形態についても述べる。

1. 超高速インターコネクトと光モジュール
   1. データセンタ向け高速伝送技術の規格・技術開発動向
   2. 光インターコネクトの利点と光モジュールの適用形態の変化
   3. オンボード光インターコネクトに向けた光モジュールの開発動向と技術課題
2. オンボード光モジュール向け高密度光・電気実装技術
   1. 高効率放熱による光素子の信頼性向上
   2. インピーダンス整合および送受信間クロストーク低減による信号品質改善
   3. GI型ポリマー導波路適用による高密度・高効率光結合
3. Co-Package実装技術と光インターコネクトの将来展望
   1. Co-Package光インターコネクトとは
   2. Co-Package光インターコネクトの技術開発動向
4. おわりに
• 質疑応答