光集積回路へ向けた光導波路の設計とデバイス接続、集積化技術

第1部 シリコン系光導波路とフォトニクス集積技術

(2024年11月27日 10:30〜12:00)

　シリコン系光導波路素子とその集積技術 (通称:シリコンフォトニクス) は基礎的な研究段階から、産業展開に至る実用化開発段階へ移行しており、市場は急拡大を続けている。その一方、更なる高密度・高性能な光集積回路を実現に向けて、解決すべき技術課題が多数認識されており、新たなブレークスルーが求められる。 　本講演では基本的な素子動作原理から近年の技術動向、取り組むべき諸課題について取り上げ、解説を行う。

1. 光導波構造の基礎
   1. 1次元の光閉込めと光伝搬
   2. 2次元 (3層スラブ導波路) の固有値方程式と導波モード形成
   3. 高次モードとカットオフ
   4. ガラス、化合物半導体、シリコン系導波路の比較
2. シリコン系光導波路デバイス
   1. パッシブ光デバイス
      • カプラ
      • フィルタ
      • 入出力光結合など
   2. 光変調器
   3. 受光器
   4. レーザー光源
3. フォトニクス集積技術
   1. ムーアの法則と集積フォトニクスデバイスの活用
   2. CMOS互換モノリシック集積技術
   3. 多彩な異種材料を活用したハイブリッド集積技術
   4. 光チップレット、2.5/3次元実装
   5. ファブレス化、ファウンドリーサービスの現状
• 質疑応答

第2部 マルチコアファイバの開発動向とシリコン光導波路との低損失結合技術

(2024年11月27日 13:00〜14:30)

　本講座では、光ファイバの進展の歴史から現在注目が集まっているAIデータセンタを支える現在の高密度光配線を支える技術までを紹介する。さらに将来技術としてマルチコアファイバおよびシリコンフォトニクスとの高効率接続用の特殊光ファイバの開発動向を紹介する。

1. 光ファイバ進展の歴史
   1. 伝送容量の拡大と光ファイバ進化の変遷
   2. 光ファイバの国際標準規格
   3. AIデータセンタにおける光ファイバ技術に求められる要素
2. 高密度光ファイバ配線ソリューション
   • 高密度光ケーブル
   • 高密度光コネクタ
   • 細径光ファイバ
3. マルチコアファイバの開発動向
   1. 空間分割多重ファイバの分類と変遷
   2. 標準クラッド4コアマルチコアファイバとケーブル・接続技術
4. シリコンフォトニクス接続用光ファイバ
   1. シリコンフォトニクスにおける光ファイバ結合の課題
   2. 熱拡散コアファイバの原理および開発
• 質疑応答

第3部 ポリマー光導波路を用いたアクティブオプティカルパッケージ基板の開発

(2024年11月27日 14:45〜16:15)

　本講座では、光電コパッケージ技術とアクティブオプティカルパッケージの進展に焦点を当てます。これらの技術は、データセンターやハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) の運用効率向上や、将来の通信インフラに革命をもたらす潜在力を持っています。 　本セミナーでは、市場動向の理解から、最先端の光導波路設計、高温での動作実証に至るまで、広帯域かつ高耐久の光伝送システムの構築方法について具体的な解説を行い、実践的な知識と技術を提供します。

1. 光電コパッケージの背景
   1. 生成AI拡大によるデータセンターの形態変化
   2. 光電コパッケージ技術の業界及び標準化動向
   3. 外部レーザー光源 (ELS) の標準化及び業界動向
2. アクティブオプティカルパッケージ
   1. アクティブオプティカルパッケージの概要
      1. 光電コパッケージ技術における主な課題
      2. アクティブオプティカルパッケージ基板の構造と特徴
   2. アクティブオプティカルパッケージの要素技術
      1. ポリマー光導波路
      2. 三次元マイクロミラー形成技術
      3. ナノインプリント技術によるミラー形成技術
      4. アクティブオプティカルパッケージの熱解析
   3. アクティブオプティカルパッケージの広帯域光伝送実現への取り組み
      1. 高温環境下での高速光リンク動作実証
      2. 波長分割多重方式 (WDM) による高速光リンクの展望
      3. 外部レーザー光源 (ELS) を用いたハイパワー光耐性の検証
      4. ELSとポリマー光スプリッターを活用した広帯域光伝送の実証
• 質疑応答