次世代技術の芽と新しい物理をつくる

光集積デバイス

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北 智洋  [教授]		​
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homepage	http://tkita.w.waseda.jp/
専門分野	光集積デバイス、シリコンフォトニクス
研究テーマ・研究活動
シリコンフォトニクス、半導体レーザー1998年　早稲田大学理工学部電気電子情報工学科卒業 2003年　北陸先端科学技術大学院大学材料科学研究科博士後期課程修了 2003年　科学技術振興機構半導体スピントロニクスプロジェクト・博士研究員 2007年　東北大学工学研究科通信工学専攻・助教 2016年　東北大学工学研究科通信工学専攻・准教授 2018年　早稲田大学理工学術院・准教授 2022年-　早稲田大学理工学術院・教授

近年のインターネットの高速化やスマートフォンの普及は人間の生活スタイルに大きな変革をおこしてきました。さらに今後はIoT(Internet of Things)や自動運転などの新しい技術の普及によって、より便利で安全な社会が実現されていくでしょう。これらの情報通信技術の飛躍的な進歩は光ファイバーを介した光通信技術によって支えられています。多くの情報を光信号に変換して通信を行うために、高機能な半導体レーザーや石英PLC(Planer Lightwave Circuit)、光ファイバー等の光デバイスが開発されてきました。しかしながら従来技術の改良だけでは今後の急増する情報通信量に対応する事は難しく革新的な光デバイスの作製技術が待望されています。

光デバイスの小型化・低消費電力化を実現するための切り札として期待されているのがシリコンフォトニクスと呼ばれる、超小型の光デバイスを微小なシリコンチップ上に高密度に集積化する技術です。シリコンは地球上に豊富に存在しCPUやメモリなどの電子デバイスの原料として20世紀の科学技術の主役となってきましたが、21世紀初頭よりシリコンフォトニクスの研究・開発が世界的に活発に行われています。シリコンフォトニクスは、洗練された電子デバイスの作製技術を利用することで高精度・低製造コストに多数の光デバイスを集積化させた光集積チップの実現を可能にします。我々の研究室では、このようなシリコンフォトニクスを応用した集積光デバイスの研究を行っています。図1に任意の波長のレーザー光を出力する事が可能な波長可変レーザーの写真、様々な波長でレーザー発振させた時の光出力の波長スペクトルを重ね合わせた結果を図2に示します。本レーザーは2 mm×3 mmという非常に小さなチップサイズでありながら従来の半導体レーザーを上回る性能を持つ事を実証しています。さらにシリコンだけでなく化合物半導体量子ドット、機能性ポリマーなどの異種材料もシリコン上に集積化する事で従来のデバイスでは成し得なかった集積光デバイスの高機能化・多機能化が可能になると考えています。

このようにして開発した集積光デバイスは、光通信だけでなく医療用光デバイス、環境センシングなどの多岐にわたる応用展開が期待されており、多数の大学、公的研究機関、企業と共同で研究を進めています。

Tomohiro Kita [Professor]
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homepage	http://tkita.w.waseda.jp/
research field	Integrated optical devices, Silicon photonics
research keywords・career
Silicon Photonics, Semiconductor LaserBachelor of Electrical engineering March, 1998 Waseda University Master of Material Science March, 2000 Doctor of Material Science March, 2003 Japan Advanced Institute of Science and TechnologyPostdoctoral researcher April, 2003-August, 2007 Japan Science and Technology Agency Assistant professor September, 2007-April, 2016 Tohoku University Associate professor May, 2016-March, 2018 Tohoku University Associate professor April, 2018-March, 2022 Waseda University Professor April, 2022-Present Waseda University

TBD

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