다수파장이 가능한 중핵소자 개발
차세대 광통신 원가 삭감
三菱電機는 광신호를 빛 그대로 송신하는 차세대의 광파장 다중통신 시스템의 실현에 없어서는 안될 중핵소자를 개발했다. 입력한 광신호를 다른 파장으로 바꾸는 레이저로 전기신호로 변환하지 않기 때문에 통신망의 중계지점에서 사용하면 소비전력을 현재의 10분의 1이하로 줄일 수 있다. 차세대 통신망이 실현된다고 하는 2008
~2009년 무렵의 실용화를 목표로 하고 있다.
새 소자는 빛을 증폭하는 공진기의 양 끝에 특수한 미세구조를 가진 회절격자를 도입한 구조이다. 회절격자에 가하는 전류를 조절하면 그 부분의 굴절률이 변화한다. 이로써 레이저 소자의 빛의 파장을 조절하는 구조가 된다.
실험에서는 파장이 1.541마이크로미터에서 1.551마이크로미터까지 사이의 3종류 파장을 펄스상(狀)으로 낼 수 있다는 것을 확인했다. 원리상으로는 광통신에서 사용하는 1.53마이크로미터에서 1.565마이크로미터까지의 사이에서 다양한 파장의 빛을 낼 수 있다고 한다. 또 주입한 파장과 다른 파장의 빛을 출력할 수 있다는 것도 확인했다. 새 소자를 사용하면 중계지점에 보내졌던 광신호의 파장을 바꿔서 그대로 송신처에 보낼 수 있다. 광신호를 일단 전기신호를 바꾼 뒤에 복수의 레이저로 출력하는 현행 방식과 비교해서 소비전력이 10분의 1 이하가 된다고 한다. 모든 빛을 그대로 처리하는 통신 시스템의 중계점에는 이 레이저와 조합시켜서 사용할 광 스위치도 필요하다. 이 회사는 광 스위치도 개발 중이다.
이번의 중핵소자는 1파장 당 매초 40기가비트 이상의 정보를 20~100파장을 사용하여 송신하는 차세대 대용량 광통신망을 저가화하기 위해서 불가결하다.                  (일경산업)

고출력 자외선 레이저 개발, 5.6와트, 최고 수준 실현
三菱電機는 미세가공을 재빨리 실현하는 자외선 레이저를 개발했다. 213나노미터 파장의 빛을 사용하여 반도체의 실리콘 기판 등에 직경 10마이크로미터의 구멍을 뚫을 수 있다. 평균 출력은 종래의 약 5배가 되는 5.6와트로 세계 최고 수준을 실현했다. 디지털 가전 등의 소형·고기능화를 뒷받침할 기술로서 3~4년 후에 실용화할 계획이다.
大阪大學의 佐佐木孝友 교수, 森勇介 조교수 등과 공동으로 고체형 레이저를 개발했다. 적외선 레이저 빛을 비선형 광학결정이라는 특수한 소자 속을 통과시켜 파장을 자외선으로 변환한다. 결정에는 세슘·리튬·보레이트 결정이라고 하는 타입을 채용했다.
레이저 광원은 YAG(이트륨·알루미늄·가닛)으로 집광성을 종래의 10배로 높임과 동시에 증폭기를 사용하여 고출력화했다. 또 결정 내에서의 열분포가 최소가 되도록 시뮬레이션(모의실험)을 통해서 설계를 최적화했다.
266나노미터의 파장광이라면 평균출력 14.6와트, 255나노미터에서는 동 43와트가 나올 수 있다는 것도 확인했다. 266나노미터의 빛을 사용하면 유리 복합재를 이용한 반도체 패키지에 직경 20마이크로미터의 구멍을 뚫을 수 있는 등의 가공이 가능하게 된다고 한다.                       (일경산업)

백색 LED용 태양광에 가까운 형광체 개발
조명·자동차 램프에 응용
東芝는 새로운 백색 발광 다이오드(LED)용 형광체를 개발했다. 청색 LED와 조합시킴으로써 다양한 빛을 포함하는 빛을 발하기 때문에 태양광에 가까운 백색이 된다. 새 형광체를 사용한 백색 LED를 조사하면 사물의 본래 색에 극히 가까운 색으로 보인다. 가정의 조명광원 이외에 액정의 백라이트, 자동차용 램프 등 폭넓은 응용이 가능하다고 한다. 새 형광체를 LED 메이커에 판매하거나 새 형광체를 사용한 조명상품의 개발을 검토하기 시작했다. 개발한 형광체는 청색의 빛을 청록에서 황록, 주황색까지 다양한 색으로 변환한다는 것이 특징이다. 파란색을 빨강색으로 바꾸는 형광체와 조합시킴으로써 태양광에 가까운 자연의 백색광을 발하는 백색 LED를 실현한다.
형광등에 사용하는 재료를 개량, 파란색을 녹색으로 효율적으로 변환할 수 있도록 했다. 파란색과 녹색은 빛의 파장이 가깝기 때문에 종래는 효율적으로 변환할 재료가 없었다. 일반조명에 필요한 색온도 영역에서 색의 재현성의 지표가 되는 ‘연색성(演色性)’의 평가 수는 90 이상으로 형광등(85)을 상회했다. 밝기도 종래의 백색 LE
D에 비해 최대 1.7배이다.
기존의 백색 LED는 파란색을 노란색으로 변환하는 형광체를 사용하는 방식이 주류이다. 녹색이나 주황색을 포함하지 않는 의사적인 백색으로, 빨강이나 녹색의 물체를 비추면 어둡게 보여 눈이 쉽게 피로해진다는 것이 문제였다고 한다. 東芝는 형광체를 메이커에 판매할 것인가, 백색 LED 조명을 사업화할 것인가를 사내에서 검토하고 있다. 개발이 진행되고 있는 고휘도 LED나 면 발광 LED와 조합시키면 형광등 등 가정용 조명이나 액정의 백라이트, 자동차의 헤드램프 등에 사용할 수 있으리라 보고 있으며, 이르면 2, 3년 후에라도 새로 개발된 형광체를 사용한 상품이 등장할 전망이다. 백색 LED는 청색 LED를 사용하는 방식과 자외선 LED를 사용하는 방식이 있다. 자외선 LED는 수지가 쉽게 열화하기 때문에 최근에는 청색 LED를 사용하는 방식이 주류를 이루고 있다.                    (일경산업)

레이저광 7~8자릿수 높은 정도로 측정하는 시스템 개발
産業技術總合硏究所는 가시광에서 적외광까지 폭넓은 영역의 레이저광을 종래보다 7~8자릿수 높은 정도(精度)로 측정할 수 있는 시스템을 개발했다. 정밀측정에 사용하는 레이저광의 교정 서비스도 유료로 개시했다.
새 시스템은 ‘광컴(光コム)’라고 불리는 정도 높은 빛 주파수의 자를 이용한다. 원자시계와 초단 펄스의 레이저광을 조합시켜서 만들었다.
측정대상인 레이저광과 합하면 광컴 속의 가장 주파수가 가까운 특정한 빛과 공명하여 ‘윙’하고 울리는 소리가 난다. 그 주파수는 원자시계를 이용한 시스템으로 정도 높게 조사할 수 있기 때문에 윙하고 울리는 소리를 이용하면 레이저광의 주파수를 정확히 알 수 있다.
종래의 측정 정도는 6~7자릿수에 그쳐 있었다. 연구팀은 신뢰성 높은 광컴을 실현, 항상 13~14자릿수의 정밀도로 주파수를 측정할 수 있는 시스템을 갖추었다. 레이저광의 주파수를 정밀하게 알 수 있게 되면 레이저를 이용한 나노테크놀로지(초미세기술)분야 등의 각종 측정기기도 고정도화할 수 있다.                 (일경산업)

1차원 구조의 포토닉 결정 개발
日本板硝子는 광통신용 소자 등에서 빛이 통과하는 길을 만드는 광학재료 ‘포토닉 결정’을 간단한 1차원 결정구조로 하는데 성공했다. 종래의 2차원 구조에 비해 광 스위치 등 광통신기기의 소형화에 도움이 되리라 보고 있다.
빛은 파장과 같은 정도의 두께에서 주기성을 가진 결정 속으로 들어가지 않는 성질이 있는데 이것을 이용한 것이 포토닉 결정이다. 의도적으로 결정의 주기에 결함을 만들면 그곳을 빛의 통로로 만들 수 있다.
이번에 석영 기판 위에 산화탄탈과 실리카 박막을 교대로 58층까지 쌓아 1차원 구조인 포토닉 결정을 만들었다. 빛의 통로가 될 부분의 층의 주기는 450나노미터, 빛을 차단하는 부분은 550나노미터이다. 실험에서는 통로를 직각으로 구부릴 장소를 4군데 마련했는데 빛이 새어나가는 일이 거의 없었다고 한다.
종래는 직각 등 급격하게 구부러진 통로를 만들기에는 구조가 좀더 복잡한 2차원 결정이 필요하다고 알려져 있었다. 그러나 2차원은 1차원에 비해 설계가 어렵고 실리콘 등의 고굴절률 물질의 필요성 등 재료 면에서의 제약도 많다. 日本板硝子는 앞으로 1차원 포토닉 결정을 이용한 광집적회로의 실용화를 위해 연구를 계속할 계획이다.                         (일경산업)