世界初、多数の光信号を同時に電気信号に変換する高速集積型受光素子を開発

共同通信PRワイヤー / 2017年9月14日 14時0分

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図:米粒よりはるかに小さい「高速集積型受光素子」(赤い四角)

2017年9月14日


国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT)

早稲田大学


世界初、多数の光信号を同時に電気信号に変換する高速集積型受光素子を開発

~大容量光通信装置の大幅な小型化と低消費電力化を可能に~


【ポイント】

■ 世界初、米粒よりはるかに小さい約0.1平方ミリメートル集積型の高速受光素子を開発

■ 新型光ファイバ伝送システムへの取組、多数の光信号を同時に受信し高速電気信号に変換

■ 膨大な情報が集中するネットワークの大容量光通信装置を、大幅に小型化かつ低消費電力化


 国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT、理事長: 徳田 英幸)ネットワークシステム研究所は、早稲田大学理工学術院 川西哲也教授と共同で、多数の光信号を同時に受信し、高速に電気信号に変換する高速集積型受光素子を開発しました。本素子は、約0.1平方ミリメートルに32個の受光部を集積しており、光通信において多チャネルの光信号を一括受信し、チャネル別に10GHz以上の高速電気信号に変換します。

 ネットワークの幹線やデータセンタでは、飛躍的に増大する情報量を限られたスペースと電力で処理する必要があります。本素子の開発により、多数の光受信器を集約し、大容量光通信装置の大幅な小型化と低消費電力化が可能となります。さらに、本素子の多チャネルの光信号を高速に処理できる特長は、イメージセンサやレーザ測距等への応用も期待されます。


【背景】

 インターネットの通信量は急激に増加しており、膨大な情報が集中するネットワークの幹線やデータセンタでは、光ファイバや通信装置の設置スペースや消費電力の削減が課題となっています。NICTは産学と連携し、1本の光ファイバの中に7から36個の光通信路(コア)を収めたマルチコアファイバを開発し、さらに、マルチ伝搬モードも利用したマルチコアファイバ1本で従来の100本分以上に相当する通信容量を達成しました。一方、光ファイバからの光信号は、これまでコアやモードごとに別々の光受信器で受信してきましたが、コア数の増加につれて受信器の占有体積が大きくなるため、通信システム全体の省スペース・省電力化が重要で光受信器の小型化が望まれていました。


【今回の成果】

 NICTと早稲田大学は、光通信において波長多重伝送をはじめ将来のマルチコアファイバ等の多チャネル光信号の一括受信を可能とする集積型受光素子(図)を開発しました。本開発の要素技術は以下のとおりです。

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