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Research Results 研究成果

ポリマー光変调器の高効率化に成功し世界最高速の光データ伝送を更新

データセンターの大规模化に向けた光送信技术の応用に期待 2020.08.24
研究成果Physics & ChemistryMaterialsTechnology

 九州大学先导物质化学研究所の横山士吉教授と吕国伟博士らの研究グループは、电気光学ポリマー注1を用いた超高速光変调器注2を开発し、毎秒200ギガビットの世界最高速の光データ伝送に成功しました。同グループは、これまでにも毎秒100ギガビットの高速光変调の検讨を进めてきましたが、今回の研究成果では、さらに2倍の高速性を実现することができました。また、日产化学株式会社と共同で実用化に向けた电気光学ポリマーの开発にも取り组み、100℃以上の高温环境下でも安定に动作するデバイス信頼性を确认することもできました。
 近年の情报通信量の急激な増加に対応するため、最先端のデータセンター技术ではハードウェアの高性能?小型化が望まれています。一方、通信に関わる消费电力は大幅に増加する倾向にあり、省エネルギー化も强く求められています。ポリマーを応用した光変调器は、従来の无机?半导体系光変调器に比べて高速性や消费电力などの点で优れており、世界的なデバイス开発竞争の中でも期待が集まっています。
 本研究グループは、科学技術振興機構(JST)戦略的国際共同研究プログラム(SICORP)のもと、国際産学連携による高効率ポリマー光変調器の研究開発を進め、連携先のドイツチーム(カールスルーエ工科大学、ブァンガード オートメーション有限会社)とシリコン光技術を融合したシリコン?ポリマーハイブリッド光変調器の開発を進めています。今回の日本チームによる研究成果では、光信号伝送のデータレートが毎秒200ギガビットの世界最高速に到達し、信頼性試験で100℃以上の高温時にもエラー信号が発生しないことも確認され、ポリマー光変調器の高速化と信頼性を大幅に高めることに成功しました。このような超高速光変調器の応用は、データセンターへの応用など光ネットワークの最先端技術の発展につながることが期待できます。
 本研究は、闯厂罢 厂滨颁翱搁笔「オプティクス?フォトニクス」(笔翱谷田贝豊彦)における研究课题「高性能电気光学ポリマーを使った高効率シリコン光デバイス(闯笔惭闯厂颁1807)」の一环として実施されました。
 本成果は、令和2年8月24日(月)(日本時間)にNature Communicationsに掲載されます。

电気光学ポリマーを使った超高速光変调器。
ポリマー光変调器に入力したレーザー光は、高速の电気信号によって変调され、超高速光信号が伝送されます。本成果では、1秒间に200ギガビット笔础惭-4注3光信号を発生させることに成功しました。

研究者からひとこと

ポリマー光変调器の実用化技术はテラビット级イーサネットの実现に向けて产业界からも注目されています。今回は、ポリマー光変调器による超高速光データ伝送の実証と信頼性の向上にもつながる成果を得ることができました。データセンターへの応用の他、自动运転、滨辞罢、人工知能など多様な情报処理技术に活用可能なポリマー光通信デバイスの研究を进めていきます。

论文情报

,Nature Communications,
10.1038/s41467-020-18005-7

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