Photonics (Optical Technology) Overview
【 緒言 】
【 事業環境・業界・R&Dの概況/市場・投資動向/今後の展開 】
1 世界フォトニクス市場の飛躍的拡大:2025-2030年の成長軌道と産業パラダイムシフト
- 1.1 市場規模と成長の全体像
- 1.2 市場範囲とセグメンテーション
① 製品別セグメントの動向
② 用途別セグメントの構造
- 1.3 主要トレンドと成長の推進要因(Drivers)
① データセンターにおける「光電融合」の加速
② 新素材と次世代デバイスの台頭
③ 政策的支援とサプライチェーンの再構築
① シリコンフォトニクス:最大の収益機会
② ヘルスケア・バイオフォトニクス
① 製造プロセスの複雑性と歩留まり
② 地政学的リスクとサプライチェーン
① テック巨人による垂直統合とM&A
② ベンチャーキャピタル(VC)の選別眼
2 光電融合技術への投資急増:シリコンの限界を突破するゲームチェンジャー
- 2.1 市場規模と成長率:投資が牽引するCAGR 22.1%
- 2.2 投資動向と主要プレイヤーの動き
① テック巨人による垂直統合型投資
② 国家戦略プロジェクトとしての巨額投資
① Step 1: CPO(Co-Packaged Optics)の実装(~2026年)
② Step 2: チップ間光インターコネクト(2027年~)
③ Step 3: 光コンピューティング(2030年~)
- 2.4 推進要因(Drivers):なぜ今、光電融合なのか?
① AIエネルギー危機(Energy Crunch)の回避
② ムーアの法則の延命
① AIアクセラレータ向け光I/O
② 次世代通信インフラ(6G)
① 製造コストとパッケージング技術
② 標準化の遅れ
3 フォトニクス(光技術)産業・市場の詳細分析
- 3.1 業界概要と市場規模
- 3.2 カテゴリー別導入・実装・応用分野
① 情報通信分野
② 入出力分野(イメージング・光検出)
③ レーザー・光加工分野
④ センシング・計測分野
⑤ 医療・ヘルスケア分野
⑥ 防衛・セキュリティ分野
⑦ ディスプレー・固体照明分野
⑧ 太陽光発電分野
⑨ 持続可能性・環境分野
① シリコンフォトニクスの進展
② 量子フォトニクス
① ベンチャー投資と資金調達
- 3.5 政府支援と政策
- 3.6 関与する主要企業・機関
① 日本企業
② 欧米企業
③ スタートアップ・スピンオフ
- 3.7 特許動向
- 3.8 課題と障壁
- 3.9 市場・供給チェーン課題
- 3.10 規制・貿易環境
- 3.11 将来の展望と成長機会
- 3.12 結論
4 フォトニクス市場の成長ダイナミクス:CAGR 6.43%が示唆する産業構造の転換点
- 4.1 CAGR 6.43%の成長構造と収益ベース
① 成長の二層構造
① AIとデータセンターの光化
② インダストリー4.0とスマート製造
- 4.3 推進要因(Drivers):成長を支える3つの柱
① データトラフィックの爆発とエネルギー効率の追求
② 高齢化社会と予防医療へのシフト
③ 国家戦略としての投資加速
① シリコンフォトニクス・トランシーバー
② LiDARとモビリティ・センシング
① 製造と実装の技術的ハードル
② 人材不足とサプライチェーン・リスク
① バリューチェーンの統合
② ディープテックへの資金流入
5 ベンチャーキャピタル投資動向:AIと量子が呼び込むリスクマネーの奔流
- 5.1 投資規模と市場トレンド:数十億ドル規模への拡大
- 5.2 業界動向と主要トレンド:ハードウェア投資の復権
① AI向け光インターコネクトへの集中
② 量子フォトニクスの台頭
③ 欧州のエコシステム・ファンド
- 5.3 推進要因(Drivers):投資を加速させる「必然性」
① AIデータセンターのエネルギー危機
② 大手テック企業のExit戦略
① 光スイッチングと光I/O
② 異種材料集積プラットフォーム
① 量産化の「死の谷」
② 人材不足
① シリーズA以降の大型化
② 結論
6 市場集中度の変化:フォトニクス産業における寡占化と多元化の並行進行
- 6.1 市場集中度の現状と変化トレンド
- 6.2 業界動向と集中化の推進力
① M&Aによる垂直統合の加速
② 半導体巨人によるフォトニクス領域への侵攻
① セグメント1: 大手シスインテグレーター主導の「成熟セグメント」
② セグメント2: スタートアップ主導の「高成長セグメント」
- 6.4 推進要因(Drivers):集中度変化を駆動する力
① AI需要の非対称性
② 規制環境と地政学
① 新興スタートアップにとっての機会
② 大手企業にとっての制約
① CVCと戦略投資による「準買収」
② ファンド化による「プレイヤーの民主化」
- 6.7 制約要因(Restraints)と競争力喪失のリスク
① 大手企業による「囲い込み戦略」の失敗事例
② 地域別規制による「市場分裂」
7 デジタルイメージング・フォトニクス2026年以降の市場シナリオ
- 7.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 7.2 注視すべき重要ポイント
- 7.3 市場の主要トレンド
- 7.4 推進要因・成長見込み
- 7.5 市場をリードするセグメント(機会)
8 フォトニクス製造プロセス・加工技術の2026年以降の動向
- 8.1 俯瞰したビジネス特性と業界概況
- 8.2 市場範囲とセグメント構造
① プロセス別の主要セグメント
② アプリケーション別の市場範囲
- 8.3 収益ベース・CAGRと市場トレンド(代表例)
① 代表例:ナノインプリントリソグラフィシステム市場
② その他プロセス装置市場の成長例
① 高NA EUV・先端リソグラフィへの移行
② ナノインプリント・EBリソによる「補完」パターニング
③ ヘテロジニアス集積と異種基板接合・トランスファー技術
④ クリーニング技術とメトロロジーの戦略的重要性
⑤ スマートファブ化・自動化・AI活用
① AIデータセンター・5G/6Gによる構造的需要拡大
② 微細化と高集積化の継続
③ 新材料・新アーキテクチャの導入
④ 地域別の投資ドライバー
① 高度ナノパターニング装置(NIL・ナノリソグラフィ)
② ウエハクリーニング・表面処理・CMP
③ ウエハボンディング・異種基板接合・トランスファー装置
④ 検査・メトロロジー・プロセス制御ソフトウェア
① 極めて高い資本集約性と投資サイクル
② 技術複雑化と歩留まりリスク
③ 人材不足と専門知識の属人化
④ サプライチェーンと地政学リスク
⑤ 環境規制・ESG要請への対応
9 フォトニクス光技術の集積・パッケージング技術:2026年以降の市場動向
- 9.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 9.2 市場の主要トレンド
- 9.3 市場範囲・収益ベース
- 9.4 主要なCAGRと推進要因
- 9.5 市場をリードするセグメント(機会)
- 9.6 制約と課題
10 フォトニクスレーザー技術の2026年以降市場動向
- 10.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 10.2 市場の主要トレンド
- 10.3 市場範囲・収益ベース
- 10.4 主要なCAGRと推進要因
- 10.5 市場をリードするセグメント(機会)
- 10.6 制約と課題
11 フォトニクス検出・計測デバイスの2026年以降市場動向
- 11.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 11.2 市場の主要トレンド
- 11.3 市場範囲・収益ベース
- 11.4 主要なCAGRと推進要因
- 11.5 市場をリードするセグメント(機会)
- 11.6 制約と課題
12 フォトニクスイメージングシステムの2026年以降市場動向
- 12.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 12.2 市場の主要トレンド
- 12.3 市場範囲・収益ベース
- 12.4 主要なCAGRと推進要因
- 12.5 市場をリードするセグメント(機会)
- 12.6 制約と課題
13 フォトニクス光学部品・素子の2026年以降市場動向
- 13.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 13.2 市場の主要トレンド
- 13.3 市場範囲・収益ベース
- 13.4 主要なCAGRと推進要因
- 13.5 市場をリードするセグメント(機会)
- 13.6 制約と課題
14 フォトニクス測定・設定システムの2026年以降市場動向
- 14.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 14.2 市場の主要トレンド
- 14.3 市場範囲・収益ベース
- 14.4 主要なCAGRと推進要因
- 14.5 市場をリードするセグメント(機会)
- 14.6 制約と課題
15 フォトニクス環境・持続可能性関連テーマの2026年以降市場動向
- 15.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 15.2 市場の主要トレンド
- 15.3 市場範囲・収益ベース
- 15.4 主要なCAGRと推進要因
- 15.5 市場をリードするセグメント(機会)
- 15.6 制約と課題
16 フォトニクスの材料・基板技術市場の2026年以降の動向
- 16.1 俯瞰したビジネス特性と業界概況
- 16.2 市場範囲とセグメント構造
① 材料系統別の分類と市場特性
② アプリケーション別市場範囲
① 全体市場規模と成長率
② 材料別成長率の差異
① シリコンフォトニクスの量産化とSOI基板の標準化
② 窒化シリコン材料の急速な普及と多用途化
③ III-V族化合物半導体のヘテロジニアス集積化
④ グラフェンと新材料による次世代フォトニクス
⑤ 有機ポリマーと非線形光学材料への注目
⑥ 希土類ドープ材料の用途多様化と環境規制
① データセンター・AI需要による高速インターコネクト材料需要の急増
② エネルギー効率とサステナビリティへの要請
③ 新興アプリケーションの立ち上がり
④ 政府・産業政策による材料・基板産業への投資拡大
- 16.6 成長見込みの総括
- 16.7 機会(市場をリードするセグメント)
① シリコンオンインシュレータ(SOI)基板の量産スケールアップ
② 窒化シリコン導波路プラットフォーム
③ III-V族化合物のヘテロジニアス集積プロセス
④ グラフェン・新材料の商用化
⑤ 有機ポリマーと柔軟なフォトニクス
① 技術的複雑性と歩留まり管理
② 原材料調達と地政学リスク
③ 標準化と設計ガイドラインの不十分性
④ 環境規制とサステナビリティ
⑤ 競争激化と価格圧力
17 シリコンフォトニクスの2026年以降の動向
- 17.1 俯瞰したビジネス特性と業界概況
- 17.2 市場範囲とセグメント構造
① 技術セグメント:標準シリコンフォトニクスと先進シリコンフォトニクス
② 光電融合プロセスと300ミリウエハ試作ライン
③ アプリケーション別市場範囲
① 全体市場と成長率のレンジ
② コンポーネント別・用途別の収益構造
① データセンター・AIインフラ需要による高速インターコネクト需要の爆発
② 標準プラットフォーム化とプロセスデザインキットの成熟
③ 異種材料集積と先進導波路技術
④ 光コム、干渉回路、ニューロモルフィック演算
① データトラフィックとAI需要の構造的増加
② エネルギー効率とサステナビリティへの要請
③ 地域別成長ドライバー
④ 成長見込みの総括
① 高速トランシーバと光電変換モジュール
② Co-packaged opticsとチップレット化
③ 車載・センシング・医療向けの先進シリコンフォトニクス
④ ニューロモルフィック演算と機械学習アクセラレータ
① パッケージングとテストのボトルネック
② 高い初期投資と専門人材の不足
③ システム統合の複雑性と標準化の遅れ
④ サプライチェーンと地政学リスク
18 フォトニクス・デバイス/コンポーネントの2026年以降の動向
- 18.1 フォトニクス・デバイス市場の俯瞰とビジネス特性
- 18.2 市場全体トレンドと成長イメージ
- 18.3 市場範囲と主要セグメント
① デバイス/コンポーネントの分類
② アプリケーション別の市場範囲
① 収益が集中する階層
② サブ市場別CAGRイメージ(2025〜2034/35年)
① 1 集積化とシリコンフォトニクス/PICの急速な普及
② 2 データセンターとAIワークロードによるトラフィック爆発
③ 3 低消費電力とエネルギー効率の最優先化
④ 4 新興アプリケーションの拡大(自動車、医療、量子、宇宙通信など)
⑤ 5 地域別ダイナミクスとサプライチェーン再編
① 主要な成長ドライバー
② 成長見通し(2026〜2035年)
① データセンター向け高速トランシーバとPIC
② 自動車用フォトニクス(LiDAR、カメラ、照明)
③ 医療・ライフサイエンス向け高付加価値デバイス
④ 量子・宇宙通信などフロンティア分野
① 資本集約的な製造・パッケージングとコスト構造
② パッケージング・テストの複雑性
③ 技術者・設計エコシステムの不足
④ サプライチェーンと地政学リスク
⑤ 標準化と相互運用性の課題
- 18.9 2026年以降に向けた戦略インプリケーション
19 フォトニクス光半導体の2026年以降ビジネス展開と市場シナリオ
- 19.1 俯瞰した観点によるビジネス特性および業界概況
- 19.2 注視すべきポイント
① データセンター向けシリコンフォトニクスの需給バランスの歪み
② 熱管理と高出力化の技術的課題
③ LiDAR搭載自動車向け光半導体の急速な標準化
④ コ・パッケージド・オプティクス(CPO)産業化の成否
- 19.3 市場の主要トレンド、推進要因・成長見込み、および機会
① 主要成長トレンド
② 推進要因と機会
③ 市場をリードするセグメント
20 フォトニクスレーザ・フォトニクスシステム2026年以降の市場シナリオ
- 20.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 20.2 注視すべき重要ポイント
- 20.3 市場の主要トレンド
- 20.4 推進要因・成長見込み
- 20.5 市場をリードするセグメント(機会)
21 広視野角・低消費電力フォトニクスセンサシステム2026年以降の市場シナリオ
- 21.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 21.2 注視すべき重要ポイント
- 21.3 市場の主要トレンド
- 21.4 推進要因・成長見込み
- 21.5 市場をリードするセグメント(機会)
22 自動車産業向けの照明・フォトニクスシステム2026年以降の市場シナリオ
- 22.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 22.2 注視すべき重要ポイント
- 22.3 市場の主要トレンド
- 22.4 推進要因・成長見込み
- 22.5 市場をリードするセグメント(機会)
23 量子ドット光源技術2026年以降の市場シナリオ
- 23.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 23.2 注視すべき重要ポイント
- 23.3 市場の主要トレンド
- 23.4 推進要因・成長見込み
- 23.5 市場をリードするセグメント(機会)
24 バイオフォトニクス2026年以降の市場シナリオ
- 24.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 24.2 注視すべき重要ポイント
- 24.3 市場の主要トレンド
- 24.4 推進要因・成長見込み
- 24.5 市場をリードするセグメント(機会)
25 バイオフォトニクス2026年以降の市場シナリオ
- 25.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 25.2 注視すべき重要ポイント
- 25.3 市場の主要トレンド
- 25.4 推進要因・成長見込み
- 25.5 市場をリードするセグメント(機会)
26 ナノフォトニクス・プラズモニクス2026年以降の市場シナリオ
- 26.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 26.2 注視すべき重要ポイント
- 26.3 市場の主要トレンド
- 26.4 推進要因・成長見込み
- 26.5 市場をリードするセグメント(機会)
27 光通信・テラビット通信システム2026年以降の市場シナリオ
- 27.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 27.2 注視すべき重要ポイント
- 27.3 市場の主要トレンド
- 27.4 推進要因・成長見込み
- 27.5 市場をリードするセグメント(機会)
28 環境・エネルギー応用フォトニクス2026年以降の市場シナリオ
- 28.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 28.2 注視すべき重要ポイント
- 28.3 市場の主要トレンド
- 28.4 推進要因・成長見込み
- 28.5 市場をリードするセグメント(機会)
29 太陽電池・光エネルギー変換2026年以降の市場シナリオ
- 29.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 29.2 注視すべき重要ポイント
- 29.3 市場の主要トレンド
- 29.4 推進要因・成長見込み
- 29.5 市場をリードするセグメント(機会)
30 光電融合・光・電子融合デバイス2026年以降の市場シナリオ
- 30.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 30.2 注視すべき重要ポイント
- 30.3 市場の主要トレンド
- 30.4 推進要因・成長見込み
- 30.5 市場をリードするセグメント(機会)
31 フォトニクス光ネットワークシステムプラットフォーム・光ネットワークソリューション2026年以降の市場シナリオ
- 31.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 31.2 注視すべき重要ポイント
- 31.3 市場の主要トレンド
- 31.4 推進要因・成長見込み
- 31.5 市場をリードするセグメント(機会)
32 液晶フォトニクス・光制御技術2026年以降の市場シナリオ
- 32.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 32.2 注視すべき重要ポイント
- 32.3 市場の主要トレンド
- 32.4 推進要因・成長見込み
- 32.5 市場をリードするセグメント(機会)
33 マイクロ流体・光アクチュエーター2026年以降の市場シナリオ
- 33.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 33.2 注視すべき重要ポイント
- 33.3 市場の主要トレンド
- 33.4 推進要因・成長見込み
- 33.5 市場をリードするセグメント(機会)
34 量子光学・単一光子技術2026年以降の市場シナリオ
- 34.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 34.2 注視すべき重要ポイント
- 34.3 市場の主要トレンド
- 34.4 推進要因・成長見込み
- 34.5 市場をリードするセグメント(機会)
35 光情報処理2026年以降の市場シナリオ
- 35.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 35.2 注視すべき重要ポイント
- 35.3 市場の主要トレンド
- 35.4 推進要因・成長見込み
- 35.5 市場をリードするセグメント(機会)
36 統合型光・電子システム2026年以降の市場シナリオ
- 36.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 36.2 注視すべき重要ポイント
- 36.3 市場の主要トレンド
- 36.4 推進要因・成長見込み
- 36.5 市場をリードするセグメント(機会)
37 シリコンフォトニクスと高速インターコネクト基盤2026年以降の市場シナリオ
- 37.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 37.2 注視すべき重要ポイント
- 37.3 市場の主要トレンド
- 37.4 推進要因・成長見込み
- 37.5 市場をリードするセグメント(機会)
38 フォトニクス標準化と量子技術基盤2026年以降の市場シナリオ
- 38.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 38.2 注視すべき重要ポイント
- 38.3 市場の主要トレンド
- 38.4 推進要因・成長見込み
- 38.5 市場をリードするセグメント(機会)
39 光AI・光ニューラルネットワーク・AI加速2026年以降の市場シナリオ
- 39.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 39.2 注視すべき重要ポイント
- 39.3 市場の主要トレンド
- 39.4 推進要因・成長見込み
- 39.5 市場をリードするセグメント(機会)
40 超短パルスレーザー2026年以降の市場シナリオ
- 40.1 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
- 40.2 注視すべき重要ポイント
- 40.3 市場の主要トレンド
- 40.4 推進要因・成長見込み
- 40.5 市場をリードするセグメント(機会)
41 光の波動性・粒子性を利用した光学コンピューティングの2026年以降のシナリオ
- 41.1 光の波動性・粒子性を利用した光学コンピューティング
- 41.2 俯瞰した業界概況とビジネス特性
- 41.3 注視すべきポイント
① 技術的ボトルネックと実装課題
② 標準化と相互運用性
③ 産業エコシステムの成熟度
- 41.4 市場の主要トレンド・推進要因・成長見込み
① 主要トレンド
② 市場成長の推進要因
③ 市場リーディングセグメント・機会
- 41.5 フォトニクス光学ガラス・光学素材2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
- 41.6 次世代フォトニクス・シリコンフォトニクス2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
- 41.7 ォトニクス技術のグリーン化2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
- 41.8 次世代LiDARとフォトニクス・コヒーレント方式LiDAR2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
- 41.9 MEMS光スイッチと大規模光ネットワーク統合2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
- 41.10 光インターコネクト・光通信部品2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
- 41.11 光インターコネクトと次世代データセンター接続技術2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
- 41.12 フォトニクス光トランシーバ・光通信インターコネクト2026年以降の市場シナリオ
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性
② 注視すべき重要ポイント
③ 市場の主要トレンド
④ 推進要因・成長見込み
⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
【 業界環境/業界構造/業界動向 】
42 国家戦略としてのフォトニクス:経済安全保障の中核へ
- 42.1 市場規模と政策投資のインパクト
- 42.2 業界動向と主要トレンド:技術主権(Technological Sovereignty)の追求
① 製造拠点の回帰(Reshoring)
② デュアルユース(軍民両用)技術の強化
- 42.3 推進要因(Drivers):経済安全保障と脱炭素
① チョークポイント(戦略的要衝)の確保
② グリーントランスフォーメーション(GX)への貢献
① 国家プロジェクト連動型インフラ
② 防衛・宇宙向け光デバイス
① 輸出規制とデカップリング
② 補助金競争の弊害
① 官民ファンド(Public-Private Partnership)の役割
② 結論
43 フォトニクス市場における国際競争激化:技術主権を巡る地政学と企業戦略の最前線
① 米中対立とデカップリングの深化
② 欧州の「第3の極」としての立ち位置
- 43.2 市場範囲と収益ベースへの影響
- 43.3 推進要因(Drivers):競争を加速させる要因
① サプライチェーンの武器化(Weaponization)
② M&Aによる技術獲得競争
① デュアルユース(軍民両用)技術
② サプライチェーン再編支援サービス
① 関税と貿易障壁
② 市場の分断(Bifurcation)
① 「地政学リスク」を織り込んだ投資判断
② 結論
44 フォトニクス供給チェーン構築:地政学が駆動する「多極分散化」戦略
- 44.1 供給チェーン構造の急速な変化と投資規模
- 44.2 業界動向と主要トレンド:Friend-shoring とNear-shoring
① 北米回帰(Onshoring)の加速
② 多地域分散の戦略的重要性
① Raw Materials(原材料)の多元化戦略
② Advanced Packaging(高度なパッケージング)の需要拡大
- 44.4 推進要因(Drivers):供給チェーン再編を加速させる力
① 地政学的リスクの可視化
② 重要技術としての認識の高まり
① 多地域製造プラットフォーム
② 先端材料・装置メーカーの台頭
① ナショナリズムによるコスト増
② 人材と技術ノウハウの不足
① 官民パートナーシップ(PPP)の深化
② 結論
45 政学的リスク:フォトニクス産業を襲う米中対立と技術分断の波
- 45.1 地政学的リスクの現在地と市場への影響
- 45.2 業界動向と地政学的リスク要因の深化
① 「シリコンシールド」の脆弱性認識
② 対中輸出規制がフォトニクスに与える影響
① 「二重スタック戦略」のコスト負担
② 市場規模への負の影響
- 45.4 推進要因(Drivers):地政学的リスクを加速させる要因
① 米国の「技術民族主義(Techno-Nationalism)」
② 台湾中心の「集中リスク」
- 45.5 機会(市場をリードするセグメント)と危機管理
① 多地域分散の戦略的価値
- 45.6 制約要因(Restraints)と対応の困難性
① 規制の予測不可能性
② 高付加価値産業としての競争力喪失
① 官民ファンドによる「レジリエンス投資」
② 結論
46 規制環境の変化:フォトニクス産業を変革するサステナビリティ・安全基準の新潮流
- 46.1 規制環境の現状と市場への影響
- 46.2 業界動向と規制の影響動向
① 環境規制がもたらす「光技術採用の加速」
② 化学物質規制による「材料開発の困難化」
① 規制遵守による「隠れたコスト」
② 大企業との競争格差の拡大
- 46.4 推進要因(Drivers):規制強化を加速させる要因
① グリーントランスフォーメーション(GX)への政治的コミットメント
② 消費者・投資家による「ESG圧力」
- 46.5 機会(市場をリードするセグメント)と課題
① 「グリーン認証化」による新たな市場形成
② 規制対応ソリューション企業の台頭
① 規制間の非協調性がもたらす「過度な負担」
② 創新への「規制による阻害」
① 官民連携による「規制対応インフラ投資」
② 結論
【 市場セグメント 】
47 データセンター:フォトニクス市場を再定義する巨大な成長核
① 市場規模とCAGR
② セグメント別動向
① 800G から 1.6T への急速なシフト
② Co-Packaged Optics (CPO) の台頭
③ シリコンフォトニクスの標準化
① AI / 機械学習(ML)ワークロードの爆発
② エネルギー効率(Green Data Center)への要求
③ 5G / 6G 通信インフラとの統合
- 47.4 市場の制約と課題(Restraints)
① 初期導入コストと技術的複雑性
② 熱管理の物理的限界
① 主要プレイヤーと戦略
② 地域別動向
- 47.6 今後の展望(Future Outlook)
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
48 データセンター需要の爆発的増加:AIが駆動するフォトニクス市場の構造転換
- 48.1 市場規模と成長予測:AI需要が牽引する急拡大
- 48.2 市場範囲と主要トレンド:銅から光への不可逆的シフト
① 800G/1.6Tへの高速化シフト
② CPO(Co-Packaged Optics)の実装
- 48.3 推進要因(Drivers):AIワークロードとエネルギー効率
① AI学習・推論によるトラフィック激増
② 電力消費の削減圧力(Green IT)
① シリコンフォトニクス・トランシーバー
② アクティブ光ケーブル(AOC)とオンボード光学
① 熱マネジメントと信頼性
② サプライチェーンの逼迫
① ハイパースケーラーの内製化とM&A
② 結論
49 半導体産業への統合:フォトニクスが「チップ」になるパラダイムシフト
- 49.1 市場規模と成長性:異種集積が牽引するCAGR 30%超の世界
- 49.2 業界動向と主要トレンド:ファウンドリ主導のエコシステム形成
① ファウンドリによるプロセス標準化
② 異種材料集積(Heterogeneous Integration)の進展
- 49.3 推進要因(Drivers):ムーアの法則の限界と「チップレット」
① 帯域幅密度(Bandwidth Density)の飛躍的向上
① 光I/Oチップレット(Optical I/O Chiplets)
② アドバンスト・パッケージング(Advanced Packaging)
① 設計ツール(EDA)の未成熟
② テスト工程の複雑化
① 半導体マネーの流入
② 結論
50 医療機器:フォトニクス産業の高成長・高利益セグメント
① グローバル市場規模
② セグメント別シェア分布
① 1. AI と機械学習の統合
② 2. 最小侵襲手術(MIS)への急速な移行
③ 3. 解像度・スピード向上による新応用域の開拓
① 眼科(最大セグメント)
② 心臓病学(最速成長分野)
③ 皮膚科・美容医学
- 50.4 市場成長を支える推進要因(Drivers)
① 人口高齢化と慢性疾患増加
② 医療保険・公的医療制度による安定需要
③ 規制環境の支持
- 50.5 市場成長の制約と課題(Restraints)
① 高額な初期投資と保守コスト
② 規制認可の長期化
① 主要企業と製品ラインアップ
② ベンチャー投資と M&A
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
51 産業用装置:フォトニクス市場の実質的価値創造エンジン
① グローバル市場規模の推移
② 産業別セグメント分布
① 1. ファイバーレーザーの圧倒的支配
② 2. EV 電池製造への急速な展開
③ 3. 機械ビジョン・AI 統合による自動化の深化
④ 4. 自動 3D 印刷の爆発的成長
- 51.3 市場成長を支える推進要因(Drivers)
① 環境規制と製造の効率化圧力
② 自動車産業の電動化による需要激増
① 高額な初期資本投資
② スキル不足と技術者のボトルネック
① 主要企業
② 戦略的投資動向
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
52 自動車:フォトニクス産業における次世代モビリティの中核セグメント
① グローバル市場規模の推移
② 地域別の成長格差
① 1. LiDAR の爆発的普及
② 2. LED からレーザーへの照明技術シフト
③ 3. EV 電池製造でのレーザ加工の標準化
④ 4. マイクロ LED による次世代ディスプレイ
① 自動運転・ADAS への急速な規制要求
② 中国 EV 市場の爆発的成長
③ 消費者の安全・快適性への需要増加
④ EV 電動化による新規需要
- 52.4 市場の機会と成長機会(Market Opportunities)
- 52.5 市場成長の制約(Restraints)
① 高額な開発・量産化コスト
② 供給チェーンの脆弱性
① 主要プレイヤー
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
53 消費者電子機器:フォトニクス産業の最大規模・高成長セグメント
① グローバル市場規模と成長率
② 消費者端末別動向
① 1. OLED から マイクロ LED への次世代移行
② 2. スマートフォンカメラのマルチセンサ化・高画素化
③ 3. AR/VR 光学系の急速な商用化
④ 4. CMOS イメージセンサの低照度・高速化
① ストリーミング・ソーシャルメディア文化の拡大
② 5G インフラの完成による超大容量データ処理
③ AR/VR ゲーミング・メタバースの初期段階社会浸透
① 市場をリードするセグメント
① 高度な製造技術の複雑性
② サプライチェーン集中化リスク
③ デバイス置換サイクル鈍化
① 主要プレイヤーの戦略
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
54 防衛・宇宙:フォトニクス産業における高度な国家戦略セグメント
① グローバル市場規模の推移
① 1. 光衛星通信(Optical Satcom)の商業化と軍事化
② 2. 電子光学(EO/IR)監視システムの高度化
③ 3. 量子フォトニクスによる暗号化・センシング革新
④ 4. ファイバーオプティック通信の軍事インフラストラクチャ統合
⑤ 5. 次世代赤外線技術の民間展開
① 地政学的緊張と防衛予算の増加
② メガコンステレーションの軍事転用促進
③ 量子技術の民族国家間競争
- 54.4 市場セグメント別特性
- 54.5 市場成長の制約(Restraints)
① 厳格な規制と技術開示制限
② 開発・認定期間の極度の長期化
① 主要プレイヤー
② 政府投資イニシアティブ
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
55 農業:フォトニクス産業における新興・高成長セグメント
① グローバル市場規模の推移
② セグメント別成長動向
① 1. マルチスペクトル/ハイパースペクトルドローンの急速普及
② 2. LED 成長照明による室内/垂直農業の革新
③ 3. ハイパースペクトル画像処理による品質保証
④ 4. IoT・AI 統合による精密変量施用(VRA)
⑤ 5. 衛星コンステレーションによる日常監視
① 全球的食糧不足圧力
② 気候変動と農地縮小
③ エネルギー効率・環境規制の強化
④ 劇場労働力不足
① 技術導入の高い初期投資
② データ解釈の複雑性
③ 規制環境のばらつき
① 主要プレイヤー
② 戦略的投資
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
56 スマートシティ:フォトニクス産業における次世代都市インフラセグメント
① グローバル市場規模の推移
① 1. スマート街路照明の爆発的成長
② 2. 光ファイバーベース 5G インフラの急速な全域展開
③ 3. IoT センサネットワークによる多次元都市監視
④ 4. スマートシティの統合プラットフォーム化
⑤ 5. 量子通信による超高度なセキュリティの初期実装
① グローバルな都市化と持続可能性要求
② エネルギー管理と気候変動対策
③ 5G インフラストラクチャ需要
- 56.4 市場機会と成長セグメント
- 56.5 市場成長の制約(Restraints)
① 開発途上国での低いインフラ整備度
② データプライバシーと法的規制の不確定性
③ 初期投資コストの高さ
① 主要プレイヤー
② 主要投資案件
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
57 IoT:フォトニクス産業におけるコネクティビティ・スケーラビリティの中心セグメント
① グローバル市場規模の推移
② 地域別・用途別成長動向
① 1. シリコンフォトニクスの AI データセンター・IoT エッジ展開
② 2. フォトニクセンサの IoT・Industry 4.0 統合
③ 3. 光ファイバー IoT ネットワークの都市規模展開
④ 4. 光統合デバイスと AI・機械学習の統合
⑤ 5. 5G/6G ネットワークの光ファイバー基盤化
① AI・クラウドコンピューティングによる無制限のデータ成長
② Industry 4.0・スマートマニュファクチャリングの本格化
③ 実時間データ処理・遠隔監視需要の爆発
- 57.4 市場の機会と成長セグメント
- 57.5 今後の展望
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
58 通信・ネットワーク:フォトニクス産業の最大成長エンジン
① グローバル市場規模推移
② 年間成長率(CAGR)
① 光インターコネクト市場の規模推移
② シリコンフォトニクストランシーバの主導性
① 推進要因(Market Drivers)
② オプティカルインターコネクト主要用途別シェア
① リード成長セグメント
② アジア太平洋地域(APAC)での成長機会
① テクノロジー・コスト面の制約
② 規制・標準化の遅延
③ 供給チェーンの集中化リスク
① 通信・ネットワーク市場の主導企業
② 戦略的投資と M&A
- 58.7 次世代技術への投資と 2030 年以降の見通し
① 短期投資対象(2025-2027 年)
② 中期(2027-2030 年)
【 国家プロジェクト・政策支援 】
59 CREST国家課題対応型研究開発推進事業:フォトニクスの戦略的研究支援
① CRESTの目的と基本的枠組み
② フォトニクス関連の研究領域
- 59.2 シリコンフォトニクスに関連するCRESTプロジェクト
① 光集積回路・光インターコネクト開発
② 複数大学・企業の連携体制
① 量子鍵配送(QKD)システム実用化
② 単一光子源・検出技術
③ 光ベース量子計算プラットフォーム
- 59.4 光コンピューティング・AI加速関連CREST
① 光ニューラルネットワーク・光AI
② 光コンピューティングシステムアーキテクチャ
① テラヘルツフォトニクス技術開発
② 光・無線統合通信システム
- 59.6 環境・エネルギー応用フォトニクスCREST
① グリーンフォトニクス・省エネ光通信
② 太陽電池・光エネルギー変換
① 領域統括・プログラムオフィサー体制
② プロジェクト間の連携・ネットワーキング
① 企業参加・共同研究体制
② 知的財産・特許戦略
① 国際共同研究
② 国際学会での成果発表
① 博士課程学生の育成
② ポスドク・若手研究員の支援
③ 研究員の留学・訓練
① 研究成果の実装化
② 学術発表・情報公開
① 中間評価・事後評価
② 研究費の効率的配分
- 59.13 将来のCREST フォトニクス研究方向
① 光・AI・量子の統合
② 6G・テラビット通信基盤
③ 量子インターネット基盤構築
60 EU量子旗艦計画:欧州の量子技術・フォトニクス統合戦略
① 旗艦計画の設立背景と戦略的位置づけ
② 旗艦計画の構成と投資規模
① 量子インターネット アライアンス(QIA)
② 光子ベースQKD技術開発
③ QKD技術標準化
① 光量子プロセッサ開発
② 統合光量子計算プラットフォーム
③ 量子エラー補正
① 光子ベース量子メトロロジー
② 量子光学的計測応用
① 統合光デバイス開発
② 光インターコネクト応用
① 欧州の主要大学・研究機関
② 産業界の大型企業参加
③ 公的研究機関
① 量子インターネット テストベッド
② 光技術実験施設
① ITU・ETSI国際標準化
② 国際共同研究
① 特許戦略・知的財産保護
② ライセンシング・起業支援
① 大学院教育・博士課程
② 業界向け研修・スキル向上
① 量子通信ネットワーク実装
② 産業応用・市場形成
① 継続的研究投資
② 産業化・市場主導
③ グローバル競争への継続参加
61 NIST米国半導体政策:フォトニクス技術の国家的推進戦略
① NIST半導体政策の位置づけと背景
② 政策の統合的枠組み
① 次世代半導体インターコネクト
② 光データセンター基盤
③ 光AI加速・次世代コンピューティング
① 統合光デバイス研究
② 光インターコネクト製品化
③ 製造技術・プロセス開発
① 光スイッチング・ネットワーク
② 光トランシーバ普及促進
① 量子鍵配送(QKD)システム開発
② 光量子ネットワーク基盤
① IEEE標準化の主導
② 国際標準化への関与
① NIST研究所の役割
② NSF・ARPA研究支援
③ 大学・企業との連携
① 光デバイス製造施設の誘致
② サプライチェーン整備
① 高度技術者育成
② 国際人材交流
① 特許制度の最適化
② 輸出規制・技術流出防止
① 同盟国との技術協力
② 中国等への対抗
① 2025-2027年:技術実装・市場投入
② 2028-2030年:市場主導権の確保
③ 2031年以降:次世代技術開発
62 VICTORIESオープンイノベーションハブ:フォトニクス産業イノベーションの統合推進拠点
- 62.1 VICTORIESの基本コンセプトと組織体制
① オープンイノベーションハブの定義
② VICTORIESハブの階層構造
- 62.2 フォトニクス領域でのVICTORIES推進体制
① 大学・公的研究機関の参加
② 大型民間企業の戦略的参加
③ ベンチャー・スタートアップ創成
① チップスケール光インターコネクト開発
② 光トランシーバモジュール商用化
① 量子鍵配送(QKD)システム実装
② 単一光子源・検出技術高度化
① 光ニューラルネットワーク加速器開発
② スーパーコンピュータ向け光インターコネクト
① 大学発光技術ベンチャー支援
② インキュベーション・メンタリング体制
① シリコンフォトニクス試作・評価施設
② 光通信システム・光AI実験施設
① 特許出願・権利管理
② ライセンス供与・実施権契約
① 国際標準化への主導
② 国際共同研究・連携
① 博士課程学生・ポスドック育成
② 研究者交流・キャリア支援
① 初期市場形成・実証事業
② 事業化支援・関連施策連携
① 定期的な成果評価
② 適応的な戦略調整
① フォトニクス産業の国際競争力強化
② オープンイノベーションエコシステムの定着
63 シリコンフォトニクスコンソーシアム:産業化推進の統合プラットフォーム
- 63.1 シリコンフォトニクスコンソーシアムの基本体制
① コンソーシアムの設立経緯と目的
② 参加企業・機関の構成
① 光変調器・光スイッチの高度化
② 光検出器・受信フロントエンド
③ 光源・キャリア統合
① チップ内光インターコネクト
② 光トランシーバモジュール
③ データセンター向け光ネットワーク
① IEEE標準化への主導
② ITU-T国際標準化
③ 業界仕様・技術標準
① 微細加工・ナノプロセス技術
② ヘテロエピタキシー・材料統合
③ 量産化・歩留まり改善
① シリコンフォトニクス試作施設
② 測定・評価施設
③ 人材育成・技術研修
① 特許出願・権利管理
② ライセンス供与・実施権
① 国際共同研究
② 国際学会での発表・情報発信
① 大学教育との連携
② 研究者交流・ネットワーク形成
① 初期市場形成
② 顧客開拓・OEM関係構築
① 短期(2025-2027年):製品化・市場投入
② 中期(2028-2030年):市場拡大・価格低減
③ 長期(2031年以降):技術高度化・新市場開拓
① 技術課題
② ビジネス課題
③ 産業基盤の強化
64 光・量子拠点:フォトニクスと量子技術の統合研究開発基盤
① 拠点の設立背景・国家戦略的位置づけ
② 拠点の構成と組織体制
① 高度な光集積回路の開発
② 光変調・検出・制御デバイス
③ 光ネットワークシステム
① 単一光子技術
② 量子光子エンタングルメント
③ 量子ネットワーク基盤
① 光子ベース量子ビット
② 光量子コンピューティングプラットフォーム
① QKDシステムの高度化
② 量子通信ネットワーク
① 光ニューラルネットワーク
② 光・量子ハイブリッドAI
① 量子メトロロジー・精密計測
② 量子光学的計測
① 光・量子実験施設
② 量子デバイス試作施設
③ 計算機・シミュレーション環境
① 国際共同研究
② 国際標準化への参画
① 博士課程教育・大学院プログラム
② ポスドック・若手研究者支援
③ 研究者交流・ネットワーク
① 特許出願・権利管理
② ライセンシング・起業支援
① 初期市場形成
② 政策支援・インフラ整備
① 短期(2025-2027年):技術実証・初期市場形成
② 中期(2028-2030年):広範な市場展開・産業化
③ 長期(2031年以降):次世代技術開発・新領域開拓
65 光電子融合材料・技術研究:次世代デバイスの統合化基盤
① 光電子融合の定義
② 研究開発の主要目標
① シリコン導波路材料
② 光変調・検出デバイス材料
③ プロセス技術・微細加工
① オンチップ光・電子インターコネクト
② 光信号処理・デジタル信号処理統合
③ 光源・検出器の統合配置
① 光・電子ハイブリッドLSI
② マイクロレゾナータ統合光フィルタ
① 光ニューラルネットワーク・光演算プロセッサ
② データセンター向け光AI加速器
① 光による周波数変換・ミキシング
② 光アンテナ・光レーダシステム
① バンド工学・ヘテロ接合材料
② 量子ドット・ナノ構造フォトニクス
③ グラフェン・2次元材料の光電子応用
① 微細加工・リソグラフィ技術
② 原子層成長・精密成長技術
① 大学・公的研究機関の連携
② 産業界の大型企業参加
③ 国際連携研究
① 特許出願・権利確保
② ライセンス・実施権供与
① 大学院教育・博士課程学生育成
② ポスドック・若手研究員支援
① 初期段階での商用化
② 標準化・相互接続性確保
① 3次元集積・チップレット化
② 量子・光電子融合デバイス
③ グリーン・サステイナブル光電子
66 次世代フォトニクスネットワーク実現:国家戦略による統合的推進
- 66.1 次世代フォトニクスネットワークの定義と基本構想
① ネットワークの多層構造
② 実現時期と目標値
- 66.2 シリコンフォトニクス基盤技術の戦略的開発
① 光集積回路・オンチップフォトニクス
② 光変調・検出デバイス高度化
③ 光源・光ファイバの統合
① 400G・800G・テラビット級光通信の展開
② 6G向けテラヘルツフォトニクス
③ 光バックホール・キャンパスネットワーク
① 量子鍵配送(QKD)ネットワーク構築
② 量子インターネット基盤
③ 量子センシング・量子時刻同期
- 66.5 光AI加速・高性能コンピューティング基盤
① 光ニューラルネットワーク・AI加速
② スーパーコンピュータの光インターコネクト化
- 66.6 スマートシティ・社会インフラの光ネットワーク化
① スマートシティ向け光ネットワーク
② エネルギー・環境管理
③ 医療・健康社会への応用
① 大型企業の参加・投資
② ベンチャー・スタートアップの育成
③ 海外企業との競争・協業
① 大学での研究人材育成
② 研究機関の人材交流
① 共用研究施設の構築
② 計算基盤・シミュレーション環境
① 国際標準化への主導
② 国際関係の構築
① 特許出願・権利確保
② オープンイノベーション
① 実証実験・パイロット事業
② 政策・規制対応
① 2030年代のフォトニクスネットワーク像
② 国際競争力の維持・強化
67 中国フォトニクス戦略:国家的産業競争力の最速展開
① 国家戦略の背景と位置づけ
② 実施組織体制
① 国内5G・6G通信インフラ
② 光通信デバイス国産化
③ 光データセンター基盤
① シリコンフォトニクスデバイス開発
② 製造基盤の構築
③ 商用化・市場投入
① 光AI加速器開発
② 光・量子ハイブリッド計算
① 量子鍵配送(QKD)システム
② 量子インターネット構想
① 原材料・部品の国産化
② 製造装置の国産化
③ 完成品・システムの商用化
① 主要大学・研究機関
② 大学院教育・博士号取得者
③ 国際人材獲得
① 国際市場への進出
② 知的財産戦略
① 長江デルタ地域
② 北京・深圳地域
③ その他重点地域
① 5カ年計画での大規模投資
② 地方政府による支援
① 過度な競争制限
② 技術移転要求
① 技術格差の存在
② 国際的規制・制裁
① 国際市場での支配
② 産業の自立化
68 米国チップス法:フォトニクス産業基盤の国家的再構築
① チップス法成立の背景
② チップス法の構成と投資規模
① 光インターコネクト技術開発
② 光デバイス製造基盤構築
③ 光AI加速技術開発
① インテルへの投資
② TSMC米国工場建設支援
③ サムスン米国工場
① NIST・NSF主導の研究支援
② 産学協同研究施設
① 大学院教育・技術者養成
② 業界向け訓練プログラム
③ 国際人材の受け入れ
① 原材料・部品の自給化推進
② 関連産業の支援
① 標準化・知的財産戦略
② 外国投資の規制・監視
① チップス法ベンチャー支援
② 地域経済振興
① アリゾナ・テキサス地域
② カリフォルニア地域
③ その他地域
① 日本との協力
② 欧州との連携
① 工場建設の進捗
② 課題と限界
① 米国半導体産業の競争力回復
② 継続的な政策支援
【 国際協力・標準化 】
69 フォトニクス分野におけるITU-T標準化の国際的枠組みと展開
- 69.1 ITU-Tにおけるフォトニクス標準化の組織構造
① SG15の主要な課題(Question)と役割分担
- 69.2 主要な標準化プロジェクトと技術領域:Gシリーズ勧告
① 光ファイバの物理特性:G.65xシリーズ
② 光伝送ネットワーク:OTN(G.709)
③ 光アクセスシステム:PONシリーズ
① IEEE 802.3(イーサネット)との連携
② OIF(Optical Internetworking Forum)との連携
③ IEC TC86との連携
70 フォトニクス分野におけるOIF(Optical Internetworking Forum)の役割と標準化活動
① Implementation Agreement (IA) の位置づけ
② 主要なワーキンググループ
① コヒーレント光通信の民主化:400ZR / 800ZR
② Co-Packaged Optics (CPO) の枠組み
③ 高速電気インターフェース:CEI (Common Electrical I/O)
- 70.3 国際協力と他機関との連携モデル
- 70.4 今後の展望
- 70.5 CableLabsにおけるフォトニクス標準化の戦略的位置づけ
① コヒーレント技術のアクセス網への「民主化」
① Point-to-Point (P2P) Coherent Optics
② Point-to-Multipoint (P2MP) Coherent Optics
① OIFおよびMSAとの連携
② 相互運用性イベント(Interop Plugfest)
71 フォトニクス分野における国際学会CLEOの役割と標準化への波及
- 71.1 CLEOの構成と標準化に関連する技術プログラム
① 技術プログラム委員会(TPC)の役割
② Post-deadline Papers(PDP)のインパクト
① 集積フォトニクスとデータセンター
② 次世代光ファイバ技術
③ 量子技術とAIハードウェア
- 71.3 国際的な連携とコミュニティ形成
- 71.4 まとめ:CLEOから標準へのパイプライン
72 フォトニクス分野における国際会議OFCの役割と標準化への波及
- 72.1 OFCの構成と標準化に関連する技術プログラム
① 技術プログラムと標準化の接点
② 展示会場での相互運用性デモ(Interop Demo)
- 72.2 標準化に影響を与える主要なトピックとデモンストレーション
① OIFによる400ZR / 800ZR / OpenZR+ デモ
② Ethernet Allianceによる高速イーサネット実証
③ Co-Packaged Optics (CPO) とエネルギー効率
- 72.3 国際的な連携とコミュニティのハブ機能
- 72.4 まとめ:OFCから市場への展開
73 フォトニクス分野におけるECOCの役割と標準化への波及
- 73.1 ECOCの構成と標準化に関連するプログラム
① Market Focus:産業界の標準化戦略
② Post-deadline Papers(PDP)の地域的特色
- 73.2 主要な標準化トピックとデモンストレーション
① OIFによるマルチベンダー相互運用性デモ
② Ethernet AllianceによるAIと高速イーサネット
- 73.3 ECOC独自の役割:キャリアとサプライヤーの対話
- 73.4 まとめ:ECOCから世界標準へ
74 国際学会におけるフォトニクス標準化の議論:技術的岐路と合意形成
- 74.1 Pluggable vs. Co-Packaged Optics (CPO) 論争
① 議論の背景:物理的限界の接近
② 学会での着地点:共存の模索
- 74.2 Linear Pluggable Optics (LPO) を巡る新たな対立
① DSPレス(LPO)の台頭
② 標準化機関の対応
- 74.3 グリーンフォトニクスとサステナビリティ指標の標準化
① 「エネルギー効率」の定義論争
- 74.4 AIデータセンター特有の課題:信頼性とレイテンシ
- 74.5 まとめ:議論から合意へ
75 フォトニクス標準化における技術ライセンスとIP戦略
① フォトニクスにおけるSEPの特性
① 相対交渉(Bilateral Licensing)
② パテントプールの活用(MPEG LA / Via Licensing Alliance)
- 75.3 シリコンフォトニクスとファウンドリ・ライセンス
① ファウンドリ経由のライセンス
① Avanciモデルの波及
② 係争リスクの増大(パテントトロール)
76 フォトニクス分野におけるIEEE標準化の国際的枠組みと展開
① IEEE Photonics Society標準化委員会(PHO/SC)
② グローバル化委員会(Globalization Committee)
① 光通信インフラ:IEEE 802.3(イーサネット)
② 光無線通信(LiFi/OWC):IEEE 802.11bb と 802.15.13
③ 車載イメージングとセンシング:IEEE P2020
④ 集積フォトニクス:IEEE P3112
① IRDS(International Roadmap for Devices and Systems)
【 地域別市場/地域別市場の構造・戦略 】
77 日本フォトニクス市場の戦略的再興:CAGR 7.8%が示す成長軌道と「光電融合」のエコシステム
① 成長を支える二つの柱
① 主要セグメントの動向
- 77.3 推進要因(Drivers)と日本の競争優位性
① 「光電融合」国家プロジェクトの進展
② 素材・部材産業の厚み
① 次世代データセンターとHPC
② 医療・ヘルスケア分野
③ モビリティ・LiDAR
① 国内生産回帰とサプライチェーンの再構築
② スタートアップ・エコシステムの規模
① バリューチェーンの垂直統合と連携
② 設備投資の重点化
78 日本フォトニクス市場:光技術産業の成長戦略と国家的優位性
① 整体市場規模と成長率
① 精密製造・光ファイバー通信インフラ
② シリコンフォトニクス・データセンター相互接続
③ 量子技術・IOWN 戦略
④ 自動車・LiDAR・次世代センサ
- 78.3 市場をリードするセグメント
- 78.4 制約要因
- 78.5 関与する企業・研究機関
① 主要フォトニクス企業
② 量子技術拠点
① 政府投資
② 企業・ベンチャー投資
① 量子コンピュータ・光量子技術
② シリコンフォトニクス・CPO
③ 光スペクトラムアナライザ市場拡大
④ 国家量子戦略再構成
79 北米市場の構造的急成長:AIインフラと国家戦略が駆動するフォトニクス産業の最前線
- 79.1 北米市場の成長ダイナミクスと規模
- 79.2 市場範囲と主要トレンド
① AIデータセンターのハイパースケール化
② 防衛・宇宙分野の高度化
- 79.3 推進要因(Drivers):成長を加速させる「トリプル・エンジン」
① テック・ジャイアントによる設備投資(CAPEX)
② 政策的支援(CHIPS法とNPI)
③ ヘルスケア・イノベーション
① データセンター向けシリコンフォトニクス
② 車載LiDARと自動運転
① サプライチェーンのボトルネック
② 専門人材の争奪戦
① M&Aによるエコシステム形成
② 結論
80 北米フォトニクス市場:光技術産業の AI 時代への転換と国防優位性確保
① 整体市場規模と成長率
① AI・データセンター光相互接続ブーム
② 5G・光ファイバーネットワークインフラ
③ 防衛・指向性エネルギー武器投資
④ CHIPS Act 国内製造インセンティブ
- 80.3 市場をリードするセグメント
- 80.4 制約要因
- 80.5 関与する企業・研究機関
① 主要フォトニクス企業
② 研究機関・政府機関
① 政府投資
② 民間投資
① AI・CPO 技術実装加速
② 防衛レーザー・指向性エネルギー技術
③ 量子コンピュータ・光量子技術
④ 北米製造基盤強化
81 欧州フォトニクス市場:光技術による戦略的自立性と持続可能性の実現
① 整体市場規模と成長率
① デジタル政策・FTTH・5G グリーンインフラ
② EU 戦略的自立性・デジタル主権
③ Silicon Photonics・オンチップ統合光学革新
④ 量子フォトニクス・戦略的量子独立性
- 81.3 市場をリードするセグメント
- 81.4 制約要因
- 81.5 関与する企業・研究機関
① 主要フォトニクス企業
② 研究機関・国家ハブ
① Horizon Europe 政府投資
② EU Chips Act・戦略的投資
③ 民間・ベンチャー投資
① Group IV オンチップレーザ開発完成
② デジタル主権・量子戦略再構成
③ Horizon Europe calls の継続化
④ グリーン・スマート照明・再生可能エネルギー応用
82 中国フォトニクス市場:光技術による自主的技術開発と産業自立化の加速
① 整体市場規模と成長率
① 自動運転・LiDAR 国産化戦略
② 米国制裁対抗・シリコンフォトニクス自主開発
③ 薄膜ニオブ酸リチウム TFLN 国産化
④ 5G 高速光ファイバー・光通信展開
⑤ AI データセンター・シリコンフォトニクス需要
- 82.3 市場をリードするセグメント
- 82.4 制約要因
- 82.5 関与する企業・研究機関
① 主要フォトニクス企業・LiDAR メーカー
② 国家研究機関
① 政府投資・産業政策
② 民間企業投資
① シリコンフォトニクス製造パイロットライン相次ぎ稼動
② 自動運転・LiDAR 市場拡大加速
③ 量子通信・フォトニクス統合
④ 国際パートナーシップ拡大
83 アジア太平洋地域の市場覇権:世界シェア45%超を支える製造エコシステムと成長の源泉
- 83.1 市場規模と圧倒的なシェア構造
- 83.2 市場範囲と主要トレンド
① 5G/6Gインフラとデータセンターの爆発的拡大
② 半導体ファウンドリのエコシステム
③ ディスプレイとコンシューマー市場
- 83.3 推進要因(Drivers):成長を支える「3つのエンジン」
① 国家戦略による強力な後押し
② 製造サプライチェーンの完結性
③ 急速なデジタル化と都市化
① 光トランシーバーとモジュール
② 車載LiDAR
① 地政学的リスクと技術摩擦
② 労働コストの上昇
① 地域内投資の活発化
② 結論
84 アジア太平洋フォトニクス市場:光技術産業による地域自立化と高度化の推進
① 整体市場規模と成長率
① インド PLI スキーム・国内光産業クラスター化
② 中国シリコンフォトニクス・自主開発加速
③ 日本精密光学・量子フォトニクス投資
④ 台湾ファウンドリエコシステム・光電子統合
⑤ 5G/6G 展開・高速光通信需要
⑥ 自動運転・固体状態 LiDAR 普及加速
- 84.3 市場をリードするセグメント
- 84.4 制約要因
- 84.5 関与する企業・研究機関
① 主要光学・光子学企業
② 研究機関・国家投資体
① 政府投資・戦略的支援
② 民間企業投資
① シリコンフォトニクス・TFLN 量産化開始
② 固体状態 LiDAR・自動運転市場拡大
③ 5G/6G コヒーレント光学統合
④ 量子フォトニクス・APAC 研究集約化
85 東南アジアフォトニクス市場:光技術によるデジタルインフラ整備と地域統合発展
① 整体市場規模と成長率
① 5G・光ファイバーネットワーク全域展開
② スマートシティ・Industry 4.0 推進
③ LED 照明・スマート照明・グリーンフォトニクス
④ ベトナム・タイ・シンガポール・マレーシアの光学製造ハブ化
- 85.3 市場をリードするセグメント
- 85.4 制約要因
- 85.5 関与する企業・研究機関
① 主要光学・光通信企業
② 研究機関・技術ハブ
① 政府投資・戦略計画
② 民間企業投資
① Asia Photonics Expo 2025(2月26-28日 Singapore)
② 光ファイバー敷設インフラの急加速
③ スマートシティ・Industrial IoT 統合拡大
④ ベトナム・タイ・シンガポールの光学製造ハブ化
86 インドフォトニクス市場:光技術による デジタルインフラ整備と製造産業化の加速
① 整体市場規模と成長率
① 5G 展開・高速光通信需要
② BharatNet 光ファイバー全域敷設戦略
③ PLI スキーム・半導体・光学製造補助金
④ IIT Madras シリコンフォトニクス研究センター・量子フォトニクス戦略
⑤ スマートシティ・IoT・医療フォトニクス需要
- 86.3 市場をリードするセグメント
- 86.4 制約要因
- 86.5 関与する企業・研究機関
① 主要光学・通信企業
② 研究機関・公的ハブ
① 政府投資・PLI スキーム
② 研究機関投資
③ 民間投資・ベンチャー
① IIT Madras シリコンフォトニクス研究センター運用加速
② PLI スキーム投資拡大・新規施設確定
③ 5G・BharatNet デプロイメント加速
④ 医療フォトニクス・スマートシティ統合
87 韓国フォトニクス市場:光統合回路・シリコンフォトニクスによる高度フォトニクス産業の統合展開
① 整体市場規模と成長率
① ディスプレイ産業・OLED・microLED・量子ドット技術
② 5G・データセンター・高速通信基盤
③ 自動運転・LiDAR 産業化
- 87.3 市場をリードするセグメント
- 87.4 制約要因
- 87.5 関与する企業・研究機関
① 主要フォトニクス企業
② 研究機関・大学
① 政府投資・フォトニクス戦略
② 民間企業投資
① 光統合回路・シリコンフォトニクス量産化加速
② LiDAR 技術高度化・固体状態 LiDAR 普及
③ AR・VR・メタバース用光学ディスプレイ技術
88 台湾フォトニクス市場:光統合回路・共梱光学による AI 時代の光技術産業基盤
① 整体市場規模と成長率
① TSMC ファウンドリ・シリコンフォトニクス主導
② 共梱光学(CPO)・AI データセンター高速化
③ 5G・光ファイバーインフラ・次世代通信基盤
④ 光統合回路(PIC)・光モジュール国産化
⑤ EV・自動運転・LiDAR・光相互接続統合
- 88.3 市場をリードするセグメント
- 88.4 制約要因
- 88.5 関与する企業・研究機関
① 主要フォトニクス・半導体企業
② 研究機関・大学
① 政府投資・次世代通信プログラム
② 民間企業投資
① 共梱光学(CPO)・AI サーバー統合加速
② シリコンフォトニクス・光統合回路量産化加速
③ EV・自動運転向け光相互接続統合
89 ASEAN フォトニクス市場:光通信・LED・光統合回路による地域デジタル基盤の構築
① 整体市場規模と成長率
① 5G インフラ展開・高速光ファイバー敷設
② スマートシティ・Industrial IoT・デジタル化戦略
③ LED・光学照明・グリーンフォトニクス政策
④ データセンター・AI インフラ統合
- 89.3 市場をリードするセグメント
- 89.4 制約要因
- 89.5 関与する企業・研究機関
① 主要フォトニクス・通信企業
② 地域研究機関・ハブ
① 政府投資・戦略計画
② 民間企業投資
① Asia Photonics Expo 2025(Singapore)
② 5G・光ファイバー敷設インフラ急加速
③ スマートシティ・Industrial IoT 統合拡大
④ データセンター・AI インフラ展開
【 エンドユーザー 】
90 メディア・放送・通信:フォトニクス技術による次世代ネットワーク基盤の構築
① フェーズ 1:5G/光ファイバー基盤の全国展開段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:8K/超高容量放送システムと量子通信セキュリティの初期商用段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:シリコンフォトニクス統合・6G 量子通信ネットワークの標準化段階(2029-2030年以降)
① 通信事業者(Telcos)
② 放送・メディア企業
③ データセンター・クラウド企業
④ 政府・セキュリティ機関
① 高容量長距離データ伝送
② 4K/8K 放送・映像ストリーミング
③ 5G/6G モバイルネットワーク
④ 量子通信・暗号化セキュリティ
⑤ ファイバーワイヤレス(Fi-Wi)屋内通信
- 90.4 技術実装の課題と対応策
- 90.5 今後の展望と成長見込み
91 家電メーカー:フォトニクス技術による スマートホーム革新の実装
① フェーズ 1:スマート冷蔵庫・キッチン家電への大型ディスプレイ・AI ビジョン搭載段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:RGB-Mini LED TV・透明 OLED・ゲーミングディスプレイの商用段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:AI 統合エネルギー管理・全家電相互接続システムの標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型家電メーカー(Samsung、LG、Midea、Haier、Hisense)
② IoT LED スマート照明メーカー
① スマート冷蔵庫・キッチン家電の中央ハブ化
② 次世代映像表示体験(RGB-Mini LED/OLED/透明 OLED)
③ AI 統合スマートホームエネルギー管理
④ IoT LED スマート照明による省エネ・快適性向上
- 91.4 技術実装の課題と対応策
- 91.5 今後の展望と成長見込み
92 医療機関:フォトニクス技術による診断・治療の高度化と臨床統合
① フェーズ 1:OCT・蛍光内視鏡システムの大型病院・外来診療施設への標準導入段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:AI 統合光学診断システムと自動化ワークフローの臨床統合段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:ポータブル・コンパクト光学システムと遠隔医療統合の標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型総合病院・医療センター
② 眼科専門クリニック・外来診療施設
③ 消化器内科・内視鏡センター
④ 歯科診療所・デンタルクリニック
① 診断精度向上・スクリーニング自動化
② 手術・治療のリアルタイムガイダンス
③ 患者安全性向上・医療ニアミス削減
④ 費用効率・医療アクセス改善
- 92.4 技術実装の課題と対応策
- 92.5 今後の展望と成長見込み
93 安全・防衛機関:フォトニクス技術による次世代脅威検知と国家セキュリティ強化
① フェーズ 1:EO/IR・SWIR 監視システムの国境・施設防衛への統合展開段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:AI 統合脅威検知プラットフォームと自動応答システムの運用段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:量子耐性暗号化・QKD 統合セキュリティの標準化段階(2029-2030年以降)
① 国防省・軍事組織
② 国境警備・移民管理機関
③ 公安・捜査機関
④ サイバーセキュリティ・インフラ保護機関
① 全領域監視・脅威早期検知
② 精密ターゲティング・戦術応用
③ 鑑識捜査・犯罪解決
④ 量子耐性通信セキュリティ
- 93.4 技術実装の課題と対応策
- 93.5 今後の展望と成長見込み
94 工業メーカー:フォトニクス技術による Industry 4.0 革新と生産性向上
① フェーズ 1:AI 統合ビジョン検査と自動欠陥検出システムの大型工場への標準導入段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:リアルタイムプロセス最適化と予測品質管理システムの導入段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:完全自動化・自己最適化スマートファクトリーの実現段階(2029-2030年以降)
① 半導体製造業
② 自動車製造
③ 電子部品・PCB 製造
④ 重機械・汎用機械メーカー
① 品質管理・欠陥検出
② 生産効率・スループット向上
③ プロセス最適化・予測保全
④ コスト削減・廃棄物削減
- 94.4 技術実装の課題と対応策
- 94.5 今後の展望と成長見込み
95 通信事業者:フォトニクス技術による 5G/6G ネットワークインフラの急速展開
① フェーズ 1:5G FTTH・FTTT・PON 統合ネットワークの全国展開段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:5G SA・フロントホール PON 統合と AI 最適化ネットワークの本格導入段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:6G 光フロントホール・全域ハイブリッド無線-光ネットワークの標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型通信事業者(AT&T・Verizon・Deutsche Telekom・NTT ドコモ)
② データセンター統合企業(クラウドプロバイダ統合型通信事業者)
③ 新興市場通信事業者(インド・東南アジア)
① FTTH・FTTT インフラ展開・アクセス層光化
② 5G フロントホール・バックホール統合
③ データセンター相互接続光学
④ 6G 準備・次世代ネットワーク研究
- 95.4 キャピタル・エクスペンディチャ(Capex)トレンド
- 95.5 技術実装の課題と対応策
- 95.6 今後の展望と成長見込み
96 クラウドプロバイダー:フォトニクス技術による AI コンピューティングインフラの加速化
① フェーズ 1:400G/800G 光トランシーバのデータセンター全面展開段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:共同パッケージ光学(CPO)と光エンジン統合の初期商用段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:光 I/O・完全統合フォトニクス CPO の標準化段階(2029-2030年以降)
① ハイパースケール事業者(Google・Meta・Amazon・Microsoft Azure)
② コロケーション・エンタープライズデータセンター
③ ネットワーク・通信インフラベンダー
① AI 訓練・推論インフラの超大規模化
② データセンター内(Intra-DC)相互接続
③ データセンター間(Inter-DC)相互接続
④ 消費電力削減・脱炭素化
- 96.4 技術実装の課題と対応策
- 96.5 今後の展望と成長見込み
97 自動車メーカー:フォトニクス技術による自動運転知覚システムの急速展開
① フェーズ 1:LiDAR 搭載 ADAS・中級自動運転機能の大量普及段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:ソリッドステート LiDAR・チップ統合・デジタル LiDAR の商用段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:赤外線・多波長センサ統合と 4D LiDAR(速度計測)の標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型国際自動車メーカー(BMW・Volvo・Ford・Audi)
② 中国新興 EV メーカー(BYD・NIO・理想汽车・小鹏汽车)
③ 伝統自動車サプライヤー(Valeo・Continental・Bosch)
① 自動運転・ADAS 知覚システム
② 悪天候・低視認条件下での知覚強化
③ センサフュージョン統合知覚
④ 4D LiDAR・将来型知覚
- 97.4 技術実装の課題と対応策
- 97.5 今後の展望と成長見込み
98 ロボット企業:フォトニクス技術による次世代ロボット知覚・自動化の実装
① フェーズ 1:機械ビジョン・3D 知覚システムの工業用ロボット統合段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:固体状態 LiDAR・光ビームステアリング・ AI 統合ナビゲーションの AMR 展開段階(2027-2029年)
③ フェーズ 3:マルチモーダルセンサフュージョン・ヒューマノイドロボット知覚の標準化段階(2029-2030年以降)
① 工業用ロボットメーカー(FANUC・ABB・KUKA)
② 自律移動ロボット(AMR)メーカー(MiR・Clearpath・ABB)
③ ヒューマノイドロボット企業(Tesla・Boston Dynamics・Figure)
① 工業用ロボット・品質管理
② 自律移動ロボット・ナビゲーション
③ ヒューマノイドロボット・環境理解
④ ロボット操作・掴取タスク
- 98.4 技術実装の課題と対応策
- 98.5 今後の展望と成長見込み
99 建築・建設:フォトニクス技術による次世代スマートビルディングの実装
① フェーズ 1:構造ヘルスモニタリング(SHM)の初期商用段階(2025-2027年)
② フェーズ 2:スマートビル IoT センサネットワークの統合拡大(2027-2029年)
③ フェーズ 3:AI 統合予測保全・自律管理システムの標準化(2029-2030年以降)
① 橋梁・トンネル・地下インフラ
② 高層建築物・商業施設
③ 歴史的建造物・文化遺産
① 構造安全性・ヘルスモニタリング
② エネルギー管理・持続可能性
③ 占有者ウェルネス・快適性
④ 予測保全・運用効率
- 99.4 技術実装の課題と対応策
- 99.5 今後の展望と成長見込み
【 販売チャネル 】
100 フォトニクス産業における代理店販売戦略:流通ネットワークによる市場統合化
① フォトニクス産業における代理店の役割
① 地域市場浸透・ローカルカバレッジ拡大
② 在庫管理・物流効率化
③ 付加価値サービス・テクニカルサポート
④ 顧客セグメント特化・市場別ニーズ対応
① 中堅・中小企業向け代理店販売
② 地域・国別流通パートナーシップ
③ OEM・産業装置メーカー向けチャネル
① 代理店契約・インセンティブ構造
② 代理店研修・技術サポート体制
③ 在庫・需給計画協調
① 中層流通・多段階代理店構造の形成
② メーカーの流通戦略内部化・管理強化
③ デジタル代理店・オンライン流通モデル出現
① 流通マージン・価格競争
② 品質管理・サービス品質差異
③ 代理店パフォーマンス管理困難性
① オムニチャネル販売戦略
② 代理店との付加価値パートナーシップ
101 フォトニクス産業における OEM 提供モデル:垂直統合と設計製造統合による高度ソリューション
- 101.1 OEM 提供の定義と産業における位置付け
① フォトニクス OEM サービスの概念
- 101.2 OEM 提供モデルの主要機能と顧客メリット
① カスタム設計・顧客仕様対応
② 垂直統合・エンドツーエンド責任
③ 品質・規制要件対応
④ 量産化・スケーラビリティ
- 101.3 OEM 提供モデルの主要セグメント別戦略
① 医療診断・治療デバイス向け OEM サービス
② 自動運転・ADAS 向け統合光学ソリューション
③ 工業用レーザシステム・材料加工向け OEM
① 共同開発・協業体制
② 設計最適化・DfM 統合
③ 試作・量産準備・スケーリング
① 顧客企業の内部開発縮小・外部委譲拡大
② OEM 企業の技術蓄積・市場支配力強化
③ サプライチェーン・生産能力集中
① 顧客ロックイン・依存度上昇
② 知的財産・技術流出リスク
③ 開発期間・コスト課題
102 フォトニクス産業におけるオンラインマーケットプレイス戦略:デジタル流通による市場透明化と顧客基盤拡大
- 102.1 オンラインマーケットプレイスの定義と産業における位置付け
① フォトニクス産業のオンラインマーケットプレイスの概念
- 102.2 オンラインマーケットプレイスの主要機能と顧客メリット
① 供給源の多元化・透明性向上
② 価格競争・コスト削減
③ 納期管理・在庫効率化
④ 技術情報・サポート統合
- 102.3 オンラインマーケットプレイスの主要セグメント別戦略
① B2B 調達プラットフォーム(Alibaba・Global Sources)
② MRO カテゴリプラットフォーム(Amazon Business・Grainger)
③ 専門 B2B マーケットプレイス(光学・フォトニクス特化)
- 102.4 オンラインマーケットプレイスプロセスと実装モデル
① メーカー登録・サプライヤープロファイル構築
② 顧客評価・レピュテーション管理
③ リアルタイム在庫・注文管理システム統合
④ ロジスティクス・国際物流統合
- 102.5 オンラインマーケットプレイスによる産業構造の変化
① 中小企業・ベンチャーの市場参入促進
② ディストリビューター・代理店ビジネスモデルへの影響
③ 品質・規制要件への対応圧力
- 102.6 オンラインマーケットプレイスの課題と制限要因
① 複雑・カスタム製品の取扱困難性
② 品質管理・知的財産リスク
③ 物流・配送遅延・返品リスク
- 102.7 オンラインマーケットプレイスと従来流通チャネルの統合モデル
① オムニチャネル販売戦略
② メーカー直営オンラインストア
③ 技術パートナー・チャネルパートナー統合
- 102.8 今後のオンラインマーケットプレイストレンド予測
103 フォトニクス産業におけるシステムインテグレーター:光学複雑化時代の統合ソリューション提供モデル
- 103.1 システムインテグレーターの定義と産業における位置付け
① フォトニクス産業におけるシステムインテグレーターの概念
- 103.2 システムインテグレーターの主要機能と顧客メリット
① 複雑光学系の設計最適化・エンジニアリング支援
② 複数ベンダー・複数技術統合管理
③ 製造・量産化・テスト・検証サポート
④ 運用支援・カスタマーサービス統合
- 103.3 システムインテグレーターの主要セグメント別戦略
① 自動運転・ADAS 向け LiDAR システム統合
② データセンター・光相互接続システム統合
③ 医療・生命科学フォトニクスシステム統合
④ 製造業・センシングシステム統合
- 103.4 システムインテグレーター機能の実装プロセス
① 顧客要件分析・概念設計段階
② 詳細設計・シミュレーション最適化
③ プロトタイプ開発・検証試験
④ 量産設計・製造統合・品質管理
- 103.5 システムインテグレーターによる産業構造の変化
① 顧客企業の内部エンジニアリング機能外部委譲
② SI 企業の技術蓄積・競争優位強化
③ ツール・ソフトウェア企業の台頭
- 103.6 システムインテグレーター戦略の課題と制限要因
① 複雑性の急速増大・技術標準化遅延
② 高い初期投資・固定費負担
③ 知的財産・技術流出リスク
- 103.7 今後のシステムインテグレーター戦略予測
104 フォトニクス産業における技術パートナーシップ:エコシステム統合による産業革新の加速
- 104.1 技術パートナーシップの定義と産業における位置付け
① フォトニクス産業における技術パートナーシップの概念
- 104.2 技術パートナーシップの主要機能と顧客メリット
① 設計ツール・PDK・IP の共有・標準化
② ファウンドリ・製造能力の統合アクセス
③ 資金・投資へのアクセス
④ 先端技術の共同開発・横断的ノウハウ共有
- 104.3 技術パートナーシップの主要セグメント別戦略
① エコシステム型パートナーシップ(PhotonDelta・CORNERSTONE C-PIC)
② 技術統合パートナーシップ(Sivers-POET・OpenLight-DoplayDo)
③ 学研機関連携パートナーシップ(IIT Madras-SilTerra・A*STAR-GlobalFoundries)
④ 標準化・オープンプラットフォーム型パートナーシップ(CORNERSTONE C-PIC・GDSFactory)
- 104.4 技術パートナーシップ機能の実装プロセス
① パートナーシップ契約・役割分担
② 共有インフラ・ツール・リソース提供
③ 設計・技術サポート体制
④ 知財・IP 管理・秘密保持
- 104.5 技術パートナーシップによる産業構造の変化
① ファウンドリ産業の民主化・参入障壁低減
② 設計ツール・EDA 業界の再編成
③ ベンチャー・中堅企業の市場参入加速
④ 国際協業・地政学的リスク管理
① IP 紛争・秘密保持リスク
② 意思決定遅延・標準化困難
③ 参加企業の選別・エコシステム安定性
- 104.7 技術パートナーシップと従来開発モデルの統合
① ハイブリッド型開発戦略
② オープンイノベーション・コミュニティ型プラットフォーム
- 104.8 今後の技術パートナーシップトレンド予測
105 フォトニクス産業におけるライセンス供与モデル:技術資産の有効活用による市場統合化
- 105.1 ライセンス供与の定義と産業における位置付け
① フォトニクス産業におけるライセンス供与の概念
- 105.2 ライセンス供与の主要機能と顧客メリット
① PDK・設計資産への低コストアクセス
② 知的財産・特許保護による競争優位
③ 継続的収益流・安定経営
④ ライセンサーへの技術トレンド情報・市場フィードバック
① PDK・設計資産ライセンス(AIM Photonics・SMART Photonics)
② 特許・技術ロイヤルティライセンス(Seoul Semiconductor・Corning)
③ 交差ライセンス(Cross-License)協定
④ 学研機関ライセンス・技術移転(MIT・IIT-Madras)
① PDK・IP評価・ライセンス対象資産定義
② ライセンス契約・ロイヤルティ設定
③ オンボーディング・技術サポート
④ ライセンス管理・アップデート・知財保護
① 参入障壁の層別化・差別化戦略
② 知的財産・特許ポートフォリオの戦略化
③ PDK・設計ツール標準化の加速
① ライセンス紛争・特許訴訟リスク
② PDK・技術ノウハウ流出リスク
③ ロイヤルティレート交渉・市場価格決定困難
- 105.7 ライセンス供与と従来販売チャネルの統合
① 排他的・非排他的ライセンス戦略
② オープンソース・オープンアクセス型モデル
106 フォトニクス産業における直接販売戦略:高度な光技術の市場統合化
① フォトニクス産業での直接販売の役割
① エンタープライズ顧客との統合関係構築
② 技術革新・カスタマイズの加速
③ 利益率向上・流通マージン削減
④ 顧客データ・市場インテリジェンス獲得
① データセンター・クラウドプロバイダ向け直接販売
② OEM・自動車・医療機器メーカー向け営業
③ 通信事業者・キャリア向け直接営業
① 営業チーム・技術サポートの配置
② 長期コントラクト・パートナーシップ構築
③ デジタル・自動化営業ツール統合
① メーカーの垂直統合・戦略的 M&A
② 中堅・ベンチャー企業の市場参入促進
③ 流通パートナーの機能転換・利益構造変化
① 営業体制構築・人材投資コスト
② 地理的カバレッジ・市場統合の困難性
③ 供給・納期管理の複雑化
① ハイブリッド営業モデルの採用
② テクノロジーパートナー・チャネルパートナー統合
【 先端研究開発技術 】
107 ナノフォトニクス
- 107.1 基本概念と研究領域
- 107.2 表面プラズモン共鳴(SPR)と光ナノアンテナ
① 表面プラズモンの基礎原理
② 表面プラズモンポラリトン(SPP)
③ 表面プラズモン共鳴(SPR)バイオセンシング
④ 光ナノアンテナ
① プラズモニック導波路と光フォノニクス
② 表面プラズモンレーザ
① メタマテリアルの基本概念
② 負屈折率メタマテリアル
③ メタレンズと光学集積
① 光の偏光状態とナノアンテナ設計
② キラル光学とプラズモニック円二色性
① プラズモニック生体センサ
② 単一ナノ粒子検出
③ 光音響(Photoacoustic)イメージング
① 単一光子源
② 強結合と化学反応への応用
① プラズモニック光スイッチ
② ナノスケール光源
① 製造技術と制御精度
② 損失の克服
③ マルチスケール統合
108 薄膜フォトニクス
- 108.1 基本概念と光学的原理
- 108.2 薄膜干渉と光学膜設計
① 干涉の条件と光学厚さ
② 薄膜の設計ルール
① 単層 AR 膜の原理
② 多層 AR 膜と広帯域化
① ブラッグ反射と分布ブラッグ反射器(DBR)
② レーザミラーと光共振器
① インターフェロメトリックフィルタ
② テレコム帯フィルタと WDM システム
① 耐摩耗性コーティングと硬化膜
② 撥水・撥油コーティング
① ストリップロードとリッジ導波路
② 光スプリッタと干渉計
① 準位相整合と周期分極反転構造
② 薄膜導波路での非線形効果
① 表面プラズモン共鳴(SPR)とセンシング
② 薄膜干渉計とセンシング
① 電子ビーム蒸着法
② スパッタリング法
③ 原子層堆積(ALD)
① 大面積均一性と歩留まり
② 環境安定性と長期信頼性
③ 次世代デバイスへの応用
109 メンブレン化合物半導体
- 109.1 基本概念と構造特性
- 109.2 膜の製造技術と転置プロセス
① エピタキシー成長とバッファ層の利用
② 膜の転置と異種基板への接合
③ スマートカットプロセス
① 縦共振器表面放出レーザ(VCSEL)
② 光変調器と電光デバイス
③ 光検出器と受光デバイス
① マルチジャンクション太陽電池(MJSC)
② 軽量・フレキシブル太陽電池
① シリコンフォトニクスとのハイブリッド統合
② ヘテロジャンクション構造の設計
① 二次高調波生成(SHG)
② パラメトリック光学
① 量子ドットと単一光子発生
② 量子情報処理への応用
① メンブレン PIC プラットフォーム
② 波導路設計と光配線
① 高効率LED と窒化物半導体
① 膜転置の信頼性と量産化
② コスト低減と産業化
③ 新規材料システムの開発
110 光電子融合
- 110.1 基本概念と統合の意義
- 110.2 シリコンフォトニクス基盤
① シリコンフォトニクス技術の発展
② 光導波路と光変調器
③ シリコンフォトニクス光検出器
① ハイブリッド統合と異種材料の組み合わせ
② オンチップ光源の実装
① 光インターコネクト
② ディープラーニングと光演算加速器
① 光イメージングセンサと信号処理の統合
② 光ファイバセンシングと信号処理
① 量子光子と古典電子の相互作用
② 量子鍵配送(QKD)システム
① フォトニック・ニューロモルフィック計算
- 110.8 光周波数梳(Optical Frequency Comb)と電子制御
① 周波数梳の生成と安定化
② マイクロコムと集積化
① チタン拡散導波路と電気光学変調
① 光・電子の役割分担の最適化
② 消費電力と遅延の最適化
① 異種材料統合の信頼性
② コスト低減と大量生産
③ 次世代通信への活用
111 光学計算
- 111.1 基本概念と原理
- 111.2 光の干渉と論理演算
① 干渉現象を利用した論理ゲート
② マイケルソン干渉計による光論理
① 液晶空間光変調器の原理
② 行列演算への応用
① スパイキングニューラルネットワークと光実装
② 光ニューロンと可塑性
① レンズによるフーリエ変換
② 光学パターン認識
① 可変結合重みと光変調
① 三次元ホログラムによるデータ保存
② 光学アドレッシング
① 線形光学量子計算(LQC)
② 単一光子ソースと量子ゲート
① オンチップ光学行列乗算
② ディープラーニング推論への応用
① 光学コンピュータビジョン
① 集積フォトニック計算チップ
② フォトニックニューロプロセッサ
① スケーラビリティと統合度
② 光源と検出器の性能
③ エネルギー効率と経済性
112 ニューロモルフィック光学
- 112.1 基本概念と脳機構の模倣
- 112.2 スパイキングニューラルネットワーク(SNN)
① スパイク信号と時間符号化
② 膜電位の統合と発火メカニズム
① 光学シナプスの設計原理
② スパイク時間依存可塑性(STDP)
③ ニューロモデュレーション
① シリコンフォトニクスニューロン
② 波導路ネットワークの設計
- 112.5 光のアナログ・ニューロモルフィック処理
① 連続値処理と勾配型計算
① 不揮発性光メモリと情報保持
② ショートタームとロングターム可塑性
① 予測誤差と脳の情報処理
① 光学的特徴抽出
② 光的セッション形成
① 動的ネットワークの再構成
② 学習と適応の時間スケール
- 112.10 光ニューロモルフィックプロセッサの応用
① 神経形態的ロボット制御
② 生物信号処理
① 強化学習の光実装
② メタ学習と適応アルゴリズム
- 112.12 スケーラビリティと大規模ネットワーク
① チップスケーリング
- 112.13 ニューロモルフィック光学の課題と展望
① エネルギー効率の実現
② システム統合と標準化
③ 次世代AI 推論への展開
113 メタフォトニクス
- 113.1 基本概念と研究背景
- 113.2 メタマテリアルの設計理論
① 有効媒質理論と構成パラメータ
② 負屈折率の実現条件
③ 周波数選別性と狭帯域化
① サーフェスの概念と設計
② 幾何学的位相(geometric phase)とメタレンズ
③ メタホログラム
① 動的制御と外場応答
② 液晶統合メタサーフェス
③ メモリー機能と可逆変化
① 超焦点レンズと3Dイメージング
② 完全吸収体と熱センサ
③ 偏光制御と光通信
④ 量子光学とエンタングル光子対の生成
① ナノ加工技術と微細化
② プラズモニック金属構造の最適化
③ 多層構造と垂直統合
① 損失補償と利得媒質の統合
② 大規模実装と低コスト化
③ マルチファンクショナリティ
114 トポロジカルフォトニクス
- 114.1 基本概念とトポロジー理論の導入
- 114.2 バンド理論とトポロジー的不変量
① フォトニッククリスタルのバンド構造
② チャーン数とトポロジカル分類
③ 時間反転対称性の破れ
① ファラデー効果と磁性フォトニック構造
② 非可逆光隔離と光学アイソレータ
① トポロジカルエッジ状態の存在
② エッジ状態の非可逆伝送特性
① 量子ホール効果との類似性
② 光的ホール効果とゲージ場
① 非線形効果による時間反転対称性破れ
② 機械的駆動によるトポロジー制御
① ハニカム格子とディラック点
② カギュー格子とフラットバンド
① 光通信での非相反性
② センシングと計測
③ 量子光学と量子コンピュータ
① キラルエッジ状態の直接観測
② 統合フォトニクスプラットフォームでの実装
- 114.10 トポロジカルフォトニクスの課題と展望
① 3次元トポロジカル構造の実現
② 損失の低減と効率改善
③ 室温動的制御
115 モアレフォトニクス
- 115.1 基本概念とモアレ効果
- 115.2 モアレパターン形成の物理
① 周期構造の重ね合わせと周期性
② 二次元モアレと回転角度の最適化
① フォトニッククリスタル(PC)の設計と周期性
② モアレ PC によるバンド構造の変化
③ 局在モード(Localized Mode)とモアレトラップ
① 超格子(Superlattice)の形成
② バンドフォールディング(Band Folding)
① 非線形光学プロセスの効率化
② 高調波生成(Harmonic Generation)とモアレ構造
① 機械的変形によるモアレ動的制御
② 液晶と光学的モアレ変調
① モアレ構造のトポロジー的性質
② モアレトポロジカル状態
① 波長選別とフィルタリング
② 格子定数アレイと多機能光学
③ AR/VR 光学素子への応用
① 数値シミュレーション
② 機械学習と最適設計
① 精密加工技術の確立
② スケーラビリティと大面積化
③ 新規な物理現象の探求
116 チラルフォトニクス
- 116.1 基本概念とキラリティの定義
- 116.2 光学活性と円二色性
① 円偏光と光学回転
② 円二色性(CD)スペクトロスコピー
- 116.3 キラルメタマテリアルと光学メタサーフェス
① キラルメタアトムの設計
② メタサーフェスによる円偏光変換
③ キラル共鳴と増強円二色性
① キラルプラズモニクスとキラルナノ粒子
② 光ナノアンテナのキラル設計
① 軌道角運動量と渦光
② キラル構造による OAM 生成と変換
① キラル光学共振器とキラル発光
② キラル物質の高感度検出
① 生物由来のキラル構造
② バイオミメティクスとキラルデバイス
① キラルな二次高調波生成(SHG)
② キラルな和周波生成(SFG)
① キラル単一光子源
① 医療診断と生化学分析
② 偏光光学フィルタと円偏光素子
③ 光通信とキラル符号化
① 製造精度と安定性
② 損失低減と効率改善
117 非線形フォトニクス
- 117.1 基本概念と非線形光学
- 117.2 二次高調波生成(SHG)
① SHG の基本原理と非線形感受率
② 位相整合条件(Phase Matching)
③ SHG 応用例とレーザ周波数変換
- 117.3 三次高調波生成(THG)と高次非線形効果
① THG の物理機構
② 和周波生成(SFG)と差周波生成(DFG)
① パラメトリック増幅(OPA)と発振(OPO)
② パラメトリック下変換(SPDC)と量子光学
① カー効果の物理と屈折率変化
② 自己焦点化(Self-focusing)と自己位相変調(SPM)
① モード同期とソリトン伝搬
② チャープパルス増幅(CPA)法
① 非線形感受率が大きい材料
② 非線形メタマテリアルと高次効果の増強
① レーザ周波数変換と多波長光源
② 高強度レーザ応用と材料加工
③ 光波形制御と位相変調
④ 非線形光学センシング
① 非線形効率の向上と損失低減
② 極限的な短波長・高周波数領域の開拓
③ 集積非線形フォトニクス
118 光スピントロニクス
- 118.1 基本概念と光スピン
- 118.2 ファラデー効果と磁気光学
① ファラデー回転と磁化の相互作用
② 磁気光学カー効果(MOKE)
① スピンホール効果(SHE)の基本
② 光スピン注入と磁化制御
① 磁性多層膜とスピン偏極光
② 磁性ナノドットと光磁気ナノ構造
① 超高速磁化反転メカニズム
② 磁性ナノ構造における光トルク
① スピン流と光励起
② 光バレー効果と谷分極
① ジャイロトロピック磁性フォトニック結晶
② 光的ホール効果と磁性構造
① 光隔離素子と非相反光学
② 磁気記録と光磁気効果
① 光熱効果を利用した磁化制御
① 単一光子と磁性
② 量子もつれと磁性相関
① 超高速磁気記録
② 光磁気スイッチと光学デバイス
③ 統合光磁気フォトニクス
119 フォトニック結晶
- 119.1 基本概念と構造原理
- 119.2 一次元フォトニック結晶
① 層状構造と光干渉
② 1D PC のバンド構造
① 2D PC の設計と対称性
② 2D PC の局在共振と Q 値
③ 導波路と光の操作
① 3D PC の完全バンドギャップ
② 3D PC の製造技術
- 119.5 スローライト(Slow Light)と光速の制御
① 分散関係の平坦化と群速度
② スローライト応用と光増幅
① 負屈折率の実現
② 完全レンズと超分解能
① 準結晶構造と準周期性
② 準結晶の光学特性
① 点欠陥と球面共振器
② 欠陥導波路と光配線
① 可変 PC と光学スイッチ
② 光制御と光スイッチング
① 光通信と WDM フィルタ
② 単一光子源と量子光学
③ 医療イメージングと生物センシング
④ 太陽電池と光収集
① 製造精度と大面積化
② 損失低減と材料開発
③ 3D PC の実装
120 光学的メタマテリアル
- 120.1 基本概念と設計理念
- 120.2 有効媒質理論と光学特性
① 有効誘電率と有効透磁率
② 負屈折率の実現条件
① 分割リング共振器(SRR)
② プラズモニックメタアトム
③ キラルメタアトム
① 負屈折による光学効果
② 完全レンズ(Perfect Lens)
① テラヘルツ領域でのメタマテリアル
② THz レーザとイメージング
- 120.6 高次メタマテリアル(Higher-Order Metamaterials)
① トポロジカルメタマテリアル
② 非局所メタマテリアル
① メタサーフェスの設計原理
② 幾何学的位相(Geometric Phase)
③ メタレンズ
① 非線形光学応答の増幅
② チューナブルメタマテリアル
- 120.9 吸収と完全吸収体(Perfect Absorber)
① メタマテリアル吸収体の設計
② 応用:赤外センサと太陽電池
① 微細加工プロセス
② 自己組織化と低コスト製造
① 光集積回路とナノフォトニクス
② ホログラフィと立体表示
③ 医療イメージングと診断
④ 次世代通信システム
① 損失低減と効率改善
② スケーラビリティと大面積化
③ 多機能統合メタマテリアル
121 次世代フォトニクスネットワーク
- 121.1 基本概念と現状
- 121.2 光ファイバ伝送技術の進展
① シングルモード光ファイバ(SMF)と波長多重化
② コア多重化と空間分割多重化
① エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)
② ラマン増幅と光ファイバの有効性
③ 光ファイバの非線形効果の制御
① 強度変調・直接検波(IM-DD)
② デジタルコヒーレント技術
③ AI による信号復調の最適化
① オンチップ光デバイスの統合
② シリコンフォトニクスの実装
③ ハイブリッド統合と異種材料の組合わせ
① ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)
② 仮想ネットワーク(VN)の構築
③ 機械学習による経路最適化
① 電気スイッチ対光スイッチ
② バルク光スイッチと MEMs ミラーアレイ
③ ホログラフィック光スイッチ
① 量子鍵配送(QKD)
② 量子中継と量子インターネット
① テラヘルツ(THz)通信への展開
② ビジュアル MIMO と空間多重通信
③ エネルギー効率と持続可能性
【 デバイス・コンポーネント 】
122 LED(発光ダイオード)概論
- 122.1 LED の基本構造と発光原理
- 122.2 半導体材料とスペクトル特性
- 122.3 パッケージングとデバイス構造
- 122.4 発光効率とエネルギー変換特性
- 122.5 温度依存特性と劣化メカニズム
- 122.6 フォトニクス領域での応用と市場動向
- 122.7 GaN 系 LED の技術進展
- 122.8 LED 技術の将来展開
123 イメージングデバイス概論
- 123.1 イメージングデバイスの基本原理
- 123.2 CCD イメージセンサーの構造と動作
- 123.3 CMOS イメージセンサーの構成と特性
- 123.4 画素構造とカラーフィルター配列
- 123.5 イメージセンサーのフォーマットと解像度
- 123.6 赤外線イメージングデバイス
- 123.7 医療画像診断用イメージングデバイス
- 123.8 自動運転用イメージングシステム
- 123.9 イメージセンサー産業と市場動向
- 123.10 イメージングデバイス技術の将来展望
124 フォトニクスセンサー概論
- 124.1 光センサーの基本原理と分類
- 124.2 イメージセンサーと画像検出技術
- 124.3 TOF(Time of Flight)センサーの3次元計測
- 124.4 LiDAR(Light Detection and Ranging)センサー
- 124.5 赤外線センサーと温度計測
- 124.6 光ファイバーセンサーの構造物監視
- 124.7 統合フォトニック生体センサー
- 124.8 分光センサーと化学分析
- 124.9 表面プラズモン共鳴(SPR)センサー
- 124.10 ガスセンサーとオンチップ吸収分光
- 124.11 フォトニクスセンサー市場と応用動向
- 124.12 フォトニクスセンサー技術の将来展望
125 フォトニック・チップレット概論
- 125.1 チップレット・アーキテクチャの基本概念
- 125.2 チップレット・アーキテクチャの利点
- 125.3 光学インターコネクト・チップレット
- 125.4 異種統合プラットフォーム
- 125.5 マイクロ・トランスファー・プリンティング(μTP)
- 125.6 シリコン・フォトニクス・チップレット
- 125.7 3D チップレット・スタッキング
- 125.8 ホット・インターポーザー技術
- 125.9 電気・光学ハイブリッド・インターコネクト
- 125.10 パッケージング・テクノロジー
- 125.11 チップレット・アーキテクチャの設計の課題
- 125.12 フォトニック・チップレット市場と応用
- 125.13 フォトニック・チップレット技術の将来展望
126 フォトニック結晶概論
- 126.1 フォトニック結晶の基本構造と原理
- 126.2 フォトニック禁止帯ギャップ(PBG)
- 126.3 フォトニック結晶の分類
- 126.4 スローライト(Slow Light)
- 126.5 フォトニック結晶導波路
- 126.6 フォトニック結晶キャビティ
- 126.7 シリコン・フォトニック結晶
- 126.8 分散工学(Dispersion Engineering)
- 126.9 フォトニック結晶レーザー
- 126.10 フォトニック結晶フィルター
- 126.11 フォトニック結晶の製造技術
- 126.12 非線形効果の応用
- 126.13 フォトニック結晶の市場と応用
- 126.14 フォトニック結晶技術の将来展望
127 プリズム概論
- 127.1 プリズムの基本原理
- 127.2 分散プリズムと波長分析
- 127.3 対称プリズム配置と最小偏向
- 127.4 複屈折プリズムと偏光制御
- 127.5 Wollaston プリズム
- 127.6 直角プリズムと全反射
- 127.7 屋根プリズムと像反転
- 127.8 コーナーキューブプリズム
- 127.9 Penta プリズムと 90° 偏向
- 127.10 ウェッジプリズムとビーム偏向
- 127.11 Fresnel ロンブ(Fresnel Rhomb)
- 127.12 プリズムペアと色分散補償
- 127.13 プリズムの材料選択と波長帯対応
- 127.14 ビームスプリッター立方体
- 127.15 プリズム市場と応用
- 127.16 プリズム技術の将来展望
128 マイクロリング共振器概論
- 128.1 マイクロリング共振器の基本構造
- 128.2 自由スペクトル範囲(FSR)と Q 値
- 128.3 フィネス(Finesse)と分光分解能
- 128.4 シリコン・フォトニクス実装
- 128.5 アッドドロップフィルター
- 128.6 マイクロリング共振器の結合係数
- 128.7 非線形光学効果
- 128.8 光周波数コムの生成
- 128.9 熱光学効果によるチューニング
- 128.10 偏波非依存設計
- 128.11 マルチキャスト機能
- 128.12 マイクロリング共振器の市場と応用
- 128.13 マイクロリング共振器技術の将来展望
129 メタマテリアル概論
- 129.1 メタマテリアルの基本概念
- 129.2 プラズモニックメタマテリアル
- 129.3 メタサーフェス(Metasurface)
- 129.4 メタレンス(Metalens)とフラットレンズ
- 129.5 幾何位相(ジオメトリック・フェーズ)
- 129.6 チューナブル・メタマテリアル
- 129.7 テラヘルツ(THz)帯メタマテリアル
- 129.8 ホログラフィック・メタサーフェス
- 129.9 メタマテリアルの非線形効果
- 129.10 メタマテリアルの課題と制限
- 129.11 メタマテリアルの応用
- 129.12 メタマテリアルの市場と開発
- 129.13 メタマテリアル技術の将来展望
130 レーザー(固体、半導体、光ファイバー)概論
- 130.1 レーザーの基本原理と分類
- 130.2 固体レーザーの構造と特性
- 130.3 半導体レーザーの発振機構と応用
- 130.4 光ファイバーレーザーの構成と高出力化
- 130.5 非線形光学結晶による周波数変換
- 130.6 フォトニック結晶レーザーの新展開
- 130.7 市場動向と応用領域
- 130.8 レーザー技術の将来展望
131 レンズ・光学素子概論
- 131.1 光学レンズの基本原理
- 131.2 単一および複合レンズ
- 131.3 マイクロレンズとマイクロレンズアレイ
- 131.4 非球面光学素子と収差補正
- 131.5 回折光学素子(DOE)
- 131.6 光ファイバーの終端光学素子
- 131.7 光学コーティングと反射防止膜
- 131.8 光学材料と波長対応性
- 131.9 光学レンズの市場と応用
- 131.10 レンズ・光学素子技術の将来展望
132 回折格子概論
- 132.1 回折格子の基本原理
- 132.2 透過型および反射型回折格子
- 132.3 ブレーズ付き回折格子
- 132.4 ホログラフィック回折格子
- 132.5 アレイ導波路格子(AWG)
- 132.6 分解能と回折次数
- 132.7 格子周期と波長帯対応
- 132.8 回折効率と波長依存性
- 132.9 偏光依存性
- 132.10 スペクトログラフと分光計
- 132.11 回折格子の製造と品質管理
- 132.12 回折格子の応用分野
- 132.13 回折格子技術の将来展望
133 干渉計概論
- 133.1 干渉計の基本原理
- 133.2 Michelson 干渉計
- 133.3 Mach-Zehnder 干渉計
- 133.4 Fabry-Perot 干渉計
- 133.5 Sagnac 干渉計
- 133.6 干渉縞のコントラストと可視性
- 133.7 位相変調と干渉計センサー
- 133.8 光ファイバー干渉計センサー
- 133.9 干渉計の色収差と補正
- 133.10 量子干渉計と量子エンタングルメント
- 133.11 干渉計の市場と応用
- 133.12 干渉計技術の将来展望
134 鏡・反射鏡概論
- 134.1 反射光学の基本原理
- 134.2 金属鏡と薄膜コーティング
- 134.3 広帯域高反射ミラー
- 134.4 狭帯域高反射ミラー
- 134.5 ダイクロイックミラーと波長選別
- 134.6 球面鏡と光学性能
- 134.7 放物面鏡と非球面設計
- 134.8 コールドミラーと赤外カットミラー
- 134.9 偏光ビームスプリッター
- 134.10 チューナブルミラーと可変反射率
- 134.11 鏡のコーティング厚さと波長依存性
- 134.12 表面粗度と散乱損失
- 134.13 環境耐性とコーティング耐久性
- 134.14 鏡の市場と応用
- 134.15 鏡技術の将来展望
135 光コネクタ概論
- 135.1 光コネクタの基本原理と機能
- 135.2 SC コネクタの構造と特性
- 135.3 LC コネクタと高密度実装
- 135.4 MP O・MTP コネクタの並列多心接続
- 135.5 フェルール材料と光学特性
- 135.6 光ファイバー端面の精密研磨と品質管理
- 135.7 融着接続と機械接続の比較
- 135.8 光コネクタの環境適応性と信頼性
- 135.9 単一モード・マルチモード対応
- 135.10 光コネクタの市場と応用動向
- 135.11 光コネクタ技術の将来展望
136 スイッチ概論
- 136.1 光スイッチの基本原理
- 136.2 MEMS 光スイッチの構造と動作
- 136.3 2D MEMS 光クロスコネクト
- 136.4 液晶光スイッチ
- 136.5 シリコン・フォトニクス光スイッチ
- 136.6 光回線交換(OCS)ネットワーク
- 136.7 光スイッチの応用と市場
- 136.8 光スイッチ技術の将来展望
137 光ファイバー概論
- 137.1 光ファイバーの基本構造と伝搬原理
- 137.2 シングルモードファイバー(SMF)と長距離伝送
- 137.3 非ゼロ分散シフトファイバー(NZ-DSF)
- 137.4 マルチモードファイバー(MMF)とデータセンター通信
- 137.5 光通信用波長帯域と損失特性
- 137.6 色分散補償と非線形効果
- 137.7 ホローコア光ファイバー(HCF)
- 137.8 光ファイバーの製造と実装
- 137.9 光ファイバー市場と応用展開
- 137.10 光ファイバー技術の将来展望
138 光フィルター概論
- 138.1 光フィルターの基本原理
- 138.2 薄膜干渉フィルター
- 138.3 バンドパスフィルター
- 138.4 ノッチフィルター
- 138.5 エッジフィルター
- 138.6 吸収型光フィルター
- 138.7 偏光依存フィルター
- 138.8 チューナブル光フィルター
- 138.9 薄膜フィルターの製造技術
- 138.10 光フィルターの応用と市場
- 138.11 光フィルター技術の将来展望
139 光検出器(フォトダイオード、APD)概論
- 139.1 光検出器の基本原理と分類
- 139.2 pn 接合型フォトダイオードの構造と動作
- 139.3 PIN フォトダイオードの高速特性
- 139.4 アバランシェフォトダイオード(APD)の電子雪崩効果
- 139.5 波長帯域別の光検出器材料
- 139.6 APD の雑音特性とゲイン外部干渉
- 139.7 光通信用高速 APD モジュール
- 139.8 単一光子アバランシェダイオード(SPAD)と量子技術
- 139.9 フォトダイオード市場と応用動向
- 139.10 光検出器技術の将来展望
140 光集積回路(PIC)概論
- 140.1 PIC の基本概念と重要性
- 140.2 PIC 材料プラットフォーム
- 140.3 PIC の設計フロー
- 140.4 ハイブリッド・異種統合 PIC
- 140.5 PIC コンポーネントの種類
- 140.6 PIC の光学性能指標
- 140.7 PIC の信号処理機能
- 140.8 PIC の製造・歩留まり
- 140.9 PIC の市場と応用
- 140.10 PIC 技術の将来展望
141 光通信システム概論
- 141.1 光通信の基本原理と発展
- 141.2 光ファイバーの伝搬特性
- 141.3 波長分割多重(WDM)システム
- 141.4 光増幅器による信号再生
- 141.5 コヒーレント光技術と高度変調
- 141.6 海底光ケーブルシステム
- 141.7 データセンター光通信インフラ
- 141.8 5G・6G 無線バックホール光通信
- 141.9 光通信システム市場と展望
- 141.10 光通信技術の将来課題と展開
142 光変調器概論
- 142.1 光変調の基本原理
- 142.2 マッハ・ツェンダー干渉計型変調器
- 142.3 薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)変調器
- 142.4 シリコン・フォトニクス位相シフター
- 142.5 強度変調と位相変調
- 142.6 直交偏波デュアルポーラライゼーション変調
- 142.7 偏光多重化と IQ 変調
- 142.8 PAM(パルス振幅変調)と 400Gbps 超高速伝送
- 142.9 光変調器の実装技術
- 142.10 光変調器の市場と応用
- 142.11 光変調器技術の将来展望
143 波長分割多重化(WDM)デバイス概論
- 143.1 波長分割多重化の原理と意義
- 143.2 CWDM(粗波長分割多重化)システム
- 143.3 DWDM(密波長分割多重化)システム
- 143.4 薄膜フィルター(TFF)型 WDM デバイス
- 143.5 アレイ導波路格子(AWG)型 WDM デバイス
- 143.6 ダイクロイックミラーと WDM カプラー
- 143.7 光ファイバー・カプラーと偏光ビームスプリッター
- 143.8 光フィルターの種類と特性
- 143.9 WDM デバイスの集積化と実装
- 143.10 WDM デバイス市場と応用
- 143.11 WDM デバイス技術の将来展望
144 偏光子概論
- 144.1 偏光の基本原理
- 144.2 直線偏光子と吸収型偏光子
- 144.3 複屈折結晶偏光子
- 144.4 Wollaston プリズムと偏光ビームスプリッター
- 144.5 四分波板(Quarter-Wave Plate)
- 144.6 半波板(Half-Wave Plate)
- 144.7 アクロマティック偏光素子
- 144.8 偏光保存光ファイバー(PM Fiber)
- 144.9 偏光制御と光通信システム
- 144.10 液晶チューナブル偏光素子
- 144.11 偏光度計測
- 144.12 光学活性物質と円偏光
- 144.13 偏光子の市場と応用展開
- 144.14 偏光子技術の将来展望
145 偏波制御デバイス概論
- 145.1 偏波制御の重要性
- 145.2 ニオブ酸リチウム(LiNbO3)電気光学変調器
- 145.3 偏波スクランブラー
- 145.4 動的偏波補償器
- 145.5 二重偏波(DP)QPSK コヒーレント受信機
- 145.6 適応等化器と実時間補償
- 145.7 偏波保持光ファイバー(PM Fiber)
- 145.8 液晶チューナブル偏波制御
- 145.9 偏波モード分散の物理的メカニズム
- 145.10 第 1 次・第 2 次 PMD と高次補償
- 145.11 自動偏波制御(APC)アルゴリズム
- 145.12 偏波ダイバーシティ受信機
- 145.13 シリコン・フォトニクス偏波制御
- 145.14 偏波制御デバイスの市場と応用
- 145.15 偏波制御技術の将来展望
【 シリコンフォトニクス関連 】
146 300mmウエハ試作ライン
- 146.1 300mmウエハ試作ラインの戦略的意義
- 146.2 ウエハ・サイズスケーリングの技術的利点
① 寸法公差と均一性の向上
② スループット・経済性
- 146.3 Tower Semiconductor の 300mm プラットフォーム
- 146.4 IMEC の 300mm フォトニクス・プラットフォーム
- 146.5 STMicroelectronics の 300mm シリコン・フォトニクス
- 146.6 ウエハ・レベルでのプロセス制御
① 層厚制御
② リソグラフィー・オーバーレイ精度
③ エッチング・セレクティビティ
- 146.7 マルチ・プロジェクト・ウエハ(MPW)サービス
- 146.8 3D スタッキング・統合機能
- 146.9 プロセス・バリエーション管理
- 146.10 国際的なファウンドリ・エコシステム
- 146.11 欧州 Chips Act・パイロット・ライン・イニシアティブ
- 146.12 性能・スケーラビリティ・まとめ
147 グラフェン装荷導波路
- 147.1 グラフェン装荷導波路の概念と意義
- 147.2 グラフェンの光学特性
- 147.3 グラフェンオン・シリコン・モジュレータ
- 147.4 飽和吸収と全光スイッチング
- 147.5 テラヘルツ帯での応用
- 147.6 トランジスタ型グラフェン・デバイス
- 147.7 二次元材料ヘテロ構造の統合
- 147.8 グラフェン・ナノアンテナとの複合構造
- 147.9 光学的・電子的統合設計
- 147.10 製造プロセスと課題
- 147.11 量子効果と非古典光
- 147.12 市場と応用展開
- 147.13 将来展望
148 シリコンフォトニクス基本技術
- 148.1 シリコン・フォトニクスの基本原理
- 148.2 SOI 基板構造と導波路設計
- 148.3 光導波路の光学特性
- 148.4 CMOS 互換性と製造プロセス
- 148.5 キャリア変調と電気光学効果
- 148.6 フォトダイオードと光検出器
- 148.7 光源の外部導入と結合
- 148.8 熱光学効果と位相シフター
- 148.9 非線形光学効果
- 148.10 偏波管理と光学設計
- 148.11 複合プロセス統合
- 148.12 製造歩留まり向上
149 シリコン光ファイバー結合
- 149.1 ファイバー・チップ結合の課題と重要性
- 149.2 グレーティング・カプラーの原理
- 149.3 従来型グレーティング・カプラーの性能
- 149.4 高効率グレーティング・カプラー設計
- 149.5 エッジ・カプラーの原理と性能
- 149.6 テーパー導波路による低損失結合
- 149.7 マルチポート・ファイバー・アレイ結合
- 149.8 光学設計による結合損失削減
- 149.9 パッケージングと位置合わせ技術
- 149.10 測定と特性化
- 149.11 偏波特性と偏波非依存設計
- 149.12 市場と応用展開
- 149.13 将来展望
150 シリコン光電融合プロセス
- 150.1 シリコン光電融合プロセスの概要
- 150.2 CMOS プロセス・ラインへの統合
- 150.3 バックエンド・オブ・ライン(BEOL)統合技術
① トレンチ・エッチングと材料堆積
② PCM 材料のオンチップ統合
- 150.4 前工程(FEOL)への光学トランジスタ統合
- 150.5 3D ハイブリッド・ボンディング・アプローチ
① 接着剤ボンディング
② 分子接合(Direct Bonding)
③ ハイブリッド・ボンディング
- 150.6 ウエハレベル・チップレベル統合の比較
- 150.7 電熱・光学・機械特性の同時最適化
- 150.8 デザイン・フロー・統合
- 150.9 信号整合・インターフェース・プロトコル
- 150.10 量産・歩留まり・テスト戦略
- 150.11 市場と応用展開
- 150.12 将来展望
151 トランスファープリンティング
- 151.1 トランスファープリンティングの位置付けと意義
- 151.2 トランスファープリンティングの基本原理
① ドナー基板の準備
② スタンプとの接触
③ デバイスの剥離と転写
- 151.3 スタンプの材料と特性
- 151.4 接着剤と接合技術
① DVS-BCB 接着剤
② 分子接合
- 151.5 光学的結合と効率
- 151.6 アライメント精度と位置合わせ
- 151.7 III-V レーザー統合
- 151.8 他の III-V デバイス統合
- 151.9 非光学デバイスとの統合
- 151.10 トランスファープリンティング・エコシステム
- 151.11 スケーラビリティと経済性
- 151.12 信頼性と長期安定性
- 151.13 設計フロー及び PDK 統合
- 151.14 マイクロ波フォトニクスエンジンの実装
- 151.15 将来展望
152 ニューロモルフィック演算
- 152.1 ニューロモルフィック演算の基本概念
- 152.2 スパイキング・ニューラルネットワーク(SNN)
- 152.3 光学スパイキング・ニューロンの実装
① 半導体レーザーベースのニューロン
② 位相変化材料(PCM)ベースのシナプス
- 152.4 イベント駆動型アーキテクチャ
- 152.5 光学メッシュと重み行列
- 152.6 学習メカニズム・STDP と可塑性
- 152.7 リザーバー・コンピューティング
- 152.8 センサー・フュージョンと低遅延処理
- 152.9 テンポラル・コーディングと情報表現
- 152.10 フォトニック・デバイス集積
- 152.11 消費電力・効率指標
- 152.12 市場と応用展開
- 152.13 将来展望
153 プロセスデザインキット(PDK)
- 153.1 PDK の基本概念と重要性
- 153.2 PDK 構成要素
- 153.3 コンポーネント・ライブラリの構成
- 153.4 光学シミュレーション・モデル
- 153.5 電気・光学相互シミュレーション
- 153.6 物理検証とデザイン・ルール・チェック
- 153.7 ファウンドリ別 PDK の特性
- 153.8 デザイン・フロー統合
- 153.9 PDK メンテナンスと進化
- 153.10 PDK ツール・エコシステム
- 153.11 PDK の課題と将来展望
154 ユニタリ変換干渉回路
- 154.1 ユニタリ変換干渉回路の基本概念
- 154.2 Reck 分解と Clements 分解
- 154.3 光学メッシュ・アーキテクチャ
- 154.4 制御・プログラミング・パラメータ
- 154.5 忠実度・フィデリティと誤差源
- 154.6 量子情報処理への応用
- 154.7 光ニューラルネットワークと AI アクセラレータ
- 154.8 アナログ・信号処理
- 154.9 マルチプラットフォーム・実装
- 154.10 デバイス・チップレット統合と 3D 実装
- 154.11 市場と応用展開
- 154.12 将来展望
155 異種材料集積
- 155.1 異種材料集積の必要性
- 155.2 III-V 半導体レーザー統合
- 155.3 モノリシック III-V 統合
- 155.4 マイクロ・トランスファー・プリント技術
- 155.5 ゲルマニウム・フォトダイオード統合
- 155.6 シリコン・ナイトライド波導管統合
- 155.7 量子ドット・光子源統合
- 155.8 偏光保持材料の統合
- 155.9 希土類イオン・ドープ・ガラス統合
- 155.10 接合技術と信頼性
- 155.11 電気的・光学的・熱的統合
- 155.12 市場と応用
- 155.13 製造スケーラビリティ
- 155.14 将来展望
156 化合物半導体集積
- 156.1 化合物半導体集積の位置付け
- 156.2 化合物半導体とシリコンの補完関係
- 156.3 集積アーキテクチャの分類
- 156.4 モノリシック集積技術
① 直接成長と選択ヘテロエピタキシ
② モノリシック集積の利点と課題
① ウエハボンディングとダイボンディング
② マイクロトランスファープリント
③ フリップチップと3次元実装
① レーザー光源
② 光増幅器とSOA
③ フォトダイオード
④ マイクロ波フォトニクスと信号処理
- 156.7 設計とPDKの観点
- 156.8 信頼性と量産性の課題
- 156.9 市場動向と応用領域
- 156.10 将来展望
157 機械学習による光集積回路
- 157.1 機械学習による光集積回路設計の革新
- 157.2 逆設計(Inverse Design)と生成モデル
① ニューラルネットワークベースの逆設計
② 生成的対抗ネットワーク(GAN)による創造的設計
③ 変分オートエンコーダ(VAE)による設計空間の圧縮
- 157.3 フォトニック・サーキット・シミュレーションの高速化
- 157.4 自動キャリブレーションと適応制御
- 157.5 導波路損失の予測と製造改善
- 157.6 光ニューラルネットワーク・ハードウェアの自動設計
- 157.7 マルチモーダル設計最適化
- 157.8 自己校正・適応システム
- 157.9 リアルタイム・フィードバック制御
- 157.10 ノイズ耐性と鑑別性能の向上
- 157.11 計算効率と物理インフォーム・ニューラルネットワーク
- 157.12 市場と応用展開
- 157.13 将来展望
158 光コム生成
- 158.1 光周波数コムの基本概念
- 158.2 Kerr 非線形効果と四光波混合
- 158.3 マイクロリング共振器の設計
- 158.4 ソリトン状態と低ノイズ性
- 158.5 スペクトル広帯域化と超広帯域コム
- 158.6 テラヘルツスペーシング・コムとマイクロ波フォトニクス
- 158.7 データセンター・トランシーバへの応用
- 158.8 デュアル・コム・スペクトロスコピー
- 158.9 中赤外・テラヘルツ帯への拡張
- 158.10 集積フォトニック・チップ上での多機能集積
- 158.11 制御・安定化・自動化
- 158.12 市場と応用展開
- 158.13 将来展望
159 光電変換モジュール
- 159.1 光電変換モジュールの役割と構成
- 159.2 フォトニック集積回路(PIC)の構成
① 送信側パス
② 受信側パス
① ドライバー・アンプリファイアー
② 受信 DSP
③ サーマル・マネジメント
① グレーティング・カプラー
② 端面カプラー(Edge Coupler)
③ 拡大ビーム・カプラー
① 2D 統合(PIC と EIC 統合)
② 2.5D 統合(TSV + インターポーザー)
③ 3D スタッキング
① モジュール構成
- 159.7 熱・電力・信号整合性
- 159.8 パワー・コンサムプション・最適化
- 159.9 商用モジュール・形状
- 159.10 市場と応用展開
- 159.11 将来展望
160 高速光変調器
- 160.1 高速変調の重要性と技術的課題
- 160.2 プラズマ分散効果(Plasma Dispersion Effect)
- 160.3 キャリア除去型変調器
- 160.4 キャリア注入型変調器
- 160.5 キャリア蓄積型変調器
- 160.6 Mach-Zehnder 干渉計(MZI)変調器
- 160.7 Push-Pull 駆動スキーム
- 160.8 マイクロリング共振器(MRR)変調器
- 160.9 スローライト変調器
- 160.10 Traveling Wave 電極設計
- 160.11 PN 接合の設計最適化
- 160.12 온칩統合と駆動回路
- 160.13 消費電力と効率性
- 160.14 市場と応用
- 160.15 将来展望
161 先進シリコンフォトニクス
- 161.1 先進シリコンフォトニクスの戦略的位置づけ
- 161.2 シリコン・ナイトライド導波路
- 161.3 異種統合と材料の組み合わせ
- 161.4 量子フォトニクス
- 161.5 周波数コムとスペクトロスコピー
- 161.6 スローライト技術の応用
- 161.7 赤外光学
- 161.8 高度な変調技術
- 161.9 非線形光学の高度化
- 161.10 集積フォトニック・プロセッサ
- 161.11 テラヘルツ・フォトニクス
- 161.12 パッケージング・統合
- 161.13 市場と応用の拡大
- 161.14 先進シリコンフォトニクスの将来展望
162 窒化シリコン導波路
- 162.1 窒化シリコン導波路の革新的役割
- 162.2 材料特性と屈折率コントラスト
- 162.3 LPCVD(低圧化学気相成長)プロセス
- 162.4 厚さ最適化と分散制御
- 162.5 高 Q 値共振器の実装
- 162.6 光周波数コム生成
- 162.7 PECVD(プラズマ強化化学気相成長)
- 162.8 リアクティブ・スパッタリング
- 162.9 壁面粗さと損失メカニズム
- 162.10 異種材料統合との両立
- 162.11 分散設計と非線形最適化
- 162.12 可視光・紫外光への拡張
- 162.13 CMOS 互換性と製造スケーラビリティ
- 162.14 市場と応用展開
- 162.15 将来展望
163 低損失シリコン光導波路
- 163.1 低損失導波路の重要性
- 163.2 損失メカニズムの理解
- 163.3 シリコン・ナイトライド導波路
- 163.4 壁面粗さの低減
- 163.5 導波路設計最適化
- 163.6 アディアバティック・テーパー設計
- 163.7 マルチモード・干渉計(MMI)による損失低減
- 163.8 マイクロリング共振器への応用
- 163.9 非線形光学への展開
- 163.10 長距離光相互接続への応用
- 163.11 テラヘルツ帯への拡張
- 163.12 量子フォトニクスへの応用
- 163.13 統計的プロセス制御と品質管理
- 163.14 市場と応用動向
- 163.15 将来展望
164 標準シリコンフォトニクス
- 164.1 標準化の重要性と意義
- 164.2 標準 SOI プラットフォーム仕様
- 164.3 標準コンポーネント・ライブラリ
- 164.4 標準設計ルール
- 164.5 プロセス・デザイン・キット(PDK)の構造
- 164.6 光学シミュレーション・ツール
- 164.7 標準測定・特性化データ
- 164.8 パッケージング・標準
- 164.9 偏波管理の標準
- 164.10 標準テスト・構造と検証パターン
- 164.11 メーカー間の相互運用性
- 164.12 標準化技術の課題と継続改善
- 164.13 標準シリコンフォトニクスの市場と応用
- 164.14 標準化の将来展望
【 光物性・光機能研究 】
165 光制御技術
- 165.1 基本概念と光制御の多次元性
- 165.2 偏光制御と偏光光学
① 偏光の生成と検出
② 液晶を用いた動的偏光制御
③ 円偏光と光スピン角運動量
① 空間光変調器(SLM)による位相シェーピング
② 軌道角運動量(OAM)ビームの生成
③ アダプティブ光学と波面センシング
① 音響光学変調器(AOM)
② 電気光学変調器(EOM)と高周波変調
③ パルスシェーピングと超短パルス制御
① 周波数変換と倍周波生成(SHG)
② 光パラメトリック発振(OPO)と波長可変光源
① 偏光保持ファイバ(PMF)と偏光維持
② ファイバグレーティングと反射スペクトラム制御
① 光トラッピングと光ピンセット
② 格子光と周期的なポテンシャル
① 高偏光度光源の生成
① デジタルホログラフィと複雑なビームの生成
② メタサーフェスによるビーム制御
① 時間相関関数と三次相関測定
① スピンホール効果の光学実装
① THz 波の生成と制御
② THz メタマテリアルによる制御
① フィードバック制御と光学フロー制御
① 医療応用と光制御
② 産業加工と光加工
① リアルタイム処理と制御速度
② 統合化と小型化
③ 新規制御手法の開発
166 光誘起相転移
- 166.1 基本概念と光駆動ダイナミクス
- 166.2 構造相転移と格子ダイナミクス
① ペロフスカイト化合物の光誘起構造相転移
② 超高速 X 線回折による格子追跡
③ 格子振動(フォノン)の制御
① モット絶縁体の金属化
② 電荷秩序の光制御
③ 軌道秩序と軌道角運動量制御
① 光誘起スピン転移(LIESST)
② 磁気構造の光操作
③ スピン流と光励起
① 超伝導ギャップの光操作
② 光によるコヒーレンス制御
① 有機導体の光誘起転移
② 分子性結晶と光励起ダイナミクス
① 光メモリと相転移の応用
② 多価相転移と多値記録
① 光異性化と構造相転移
② 非線形光応答と超高速反応
① THz パルスによる格子励起
② 格子プラズマとスーパーラディアンス
① 非平衡量子相転移
① 光スイッチング
② 光メモリと光ストレージ
③ 光熱デバイス
① 応答時間と信号保持
② スケーラビリティと実装
③ 新規物質系の開拓
167 光学的磁性
- 167.1 基本概念と光磁気相互作用
- 167.2 ファラデー効果と磁気光学
① ファラデー回転の基本原理
② 磁気光学カー効果(MOKE)
① 光スピン角運動量の移行
② スピン軌道トルク(SOT)と光駆動
① 磁性ナノ粒子とプラズモニック増強
② 磁性メタマテリアル
① 磁気円二色性の原理
② 磁気旋光分散(MOR)
① 光誘起超高速磁化反転
② 全光磁気記録
① ジャイロトロピック PC と非相反光伝搬
② トポロジカルエッジ状態と磁性
① THz 磁場の生成と制御
② THz 磁気分光
① スピンホール効果による光スピン分離
① 磁気光トラップ
① 光磁気記録素子
② 光磁気センサ
① 単一光子と磁化相互作用
② 光スピンと磁性相関
① 光学アイソレータと光サーキュレータ
② 光磁気スイッチング
① トポロジカル光磁気効果
① 損失低減と効率向上
② 集積化と小型化
③ 次世代応用への展開
168 光学的キラリティ
- 168.1 基本概念と光学活性
- 168.2 円偏光二色性(CD)と旋光分散
① 円偏光二色性の基本原理
② 旋光分散(ORD)と旋光度
① キラル分子の構造と光学活性
② 光学活性の分子機構
① キラル光学結晶と旋光膜
② キラルメタマテリアル
① 円偏光による手性認識
② クロマトグラフィーと光学分離
① 励起状態の光学活性
② 二次高調波生成(SHG)における光学活性
① キラル分子の光学検出
② リアルタイム検出と光学バイオセンサ
① 光誘起キラル合成
② 光学活性の動的制御
- 168.9 ナノスケールキラリティと表面キラリティ
① キラルなナノ構造と光学応答
② 表面キラリティと吸着分子
① タンパク質の二次構造と CD
② 核酸のキラリティと DNA ダメージ
① キラル発光分子と円偏光発光
② キラル有機 LED と偏光ディスプレイ
- 168.12 テラヘルツ(THz)領域のキラリティ
① THz 円偏光二色性
② THz キラル分光
① キラルなコントラスト機構
② 光学活性の空間分布測定
① 感度向上と超高感度計測
② オンチップキラル検出
③ 新規キラル光学現象の発見
169 光学非線形性
- 169.1 基本概念と非線形光学
- 169.2 二次非線形光学
① 第二次高調波生成(SHG)
② 和周波生成(SFG)と差周波生成(DFG)
③ 光パラメトリック振動(OPO)と光パラメトリック増幅(OPA)
① カー効果と屈折率変調
② 光学ビスタビリティ(Optical Bistability)
③ 四波混合(FWM)
① ラマン散乱の基本
② 刺激ラマン散乱(SRS)による光増幅
① 刺激ブリルアン散乱(SBS)
① 高次高調波の生成機構
② HHG によるアッテト秒パルスの生成
① LiNbO3 と KTP による周波数変換
② ペロブスカイト系非線形結晶
① 自己集束と自己トラップ
② ソリトンと光ソリトン
① 非線形干渉計
② スクイーズドライト(Squeezed Light)
① 医療用レーザと周波数変換
② 計測・分析
③ 光通信システム
① 効率向上と低消費電力化
② 新規非線形物質の開発
③ 集積非線形フォトニクス
170 光学的双安定性
- 170.1 基本概念と双安定性
- 170.2 非線形カー媒質による双安定性
① 光学カー効果と屈折率変調
② 共振器内での双安定性
③ ヒステリシス応答
① バンドギャップと局所状態
② 微小共振器と品質因数
① ホイスパリングギャラリーモード共振器
② メタル・ダイエレクトリック構造
① オプティカルスイッチの設計
② マルチポート光スイッチング
① 双安定メモリセルの動作
② 情報保持時間と消費電力
① 単一光子領域での双安定性
① ビーム空間プロファイルの非線形変調
① ピコ秒パルスの双安定応答
① ファブリ・ペロー干渉計型
② リング共振器での双安定性
① 有機無機ハイブリッドペロブスカイト
① 強誘電体における分極状態
① プラズモニックナノアンテナ
① 双安定性の信号対雑音比(SNR)
② スイッチング速度の向上
③ 集積双安定回路
④ 低消費電力化
171 光応答
- 171.1 基本概念と光応答の多様性
- 171.2 電子励起と光吸収スペクトラム
① 一光子吸収と遷移確率
② 多光子吸収と非線形光応答
① フォトキャリア生成と拡散
② ホットキャリアと緩和
① 光電流と光伝導
② 光起電力と開放電圧
① 光ルミネッセンス
② 蛍光と燐光
③ アップコンバージョンと多光子放出
① 光異性化と分子形状制御
② 光誘起スピンクロスオーバー
① 光飽和と吸収飽和
② 光学カー効果と屈折率の光強度依存性
① 光吸収と熱発生
② プラズモニック加熱と局所温度上昇
① 光触媒活性と化学反応
② 光駆動化学合成
① 光検出器の応答特性
② 光スペクトロスコピーと分光計測
① 光パルスによる状態制御
② 光学的ビットの書き込みと読み出し
① 光学顕微鏡と分解能
② 超解像技術と光励起状態制御
① 単一光子レベルでの応答
② 量子エンタングルメントと光応答
① 光応答ポリマーと形状記憶
② 光応答リキッドクリスタル
① 視覚系と光信号変換
② 光合成と光エネルギー変換
① 応答速度の高速化
② 感度と選別性の向上
③ 光応答の多機能化
172 新たな光機能物質
- 172.1 基本概念と物質開発の意義
- 172.2 ペロブスカイト材料と発光特性
① ペロブスカイト半導体の構造と光学特性
② ペロブスカイト太陽電池
③ ペロブスカイト LED と発光
① 二次元単層 TMD の発見と光学特性
② 谷分極と光学スピン
③ TMD ヘテロ構造と光起電力
① ダイヤモンド NV センター
② シリコン T センター
③ 色心のアンサンブルと集団特性
① グラフェンの光学特性と非線形性
② グラフェンの光検出と波長範囲
③ グラフェンのカルボトロニクス
① 金属有機フレームワーク(MOF)と光学機能
② MOF のセンシングと環境応答
① 貴金属ナノ粒子とプラズモニック共鳴
② プラズモニック太陽電池と光熱効果
① 活性媒質と光増幅
② ラマン増幅と刺激ラマン散乱
① 液晶と相転移物質
① コロイド量子ドット(CQD)の特性
① トポロジカル絶縁体の表面状態
① 安定性と環境耐性の向上
② スケーラブルな製造プロセスの開発
③ 多機能性の実現
【 材料・基板技術 】
173 有機材料
- 173.1 基本概念と有機材料フォトニクス
- 173.2 有機半導体と共役ポリマー
① 共役系ポリマーの構造と光学特性
② 分子軌道エネルギーと光学的性質
③ 小分子系と結晶性
① 有機ELデバイスの基本構造
② 発光材料と量子効率
③ スピン軌道相互作用とリン光
④ ディスプレイ応用
① 有機太陽電池の動作原理
② バルクヘテロジャンクション構造
③ 非フラーレン系受容体
④ 変換効率と実用化
① 有機フォトダイオードの特性
② 波長選別性
③ イメージセンサと光ビジョンシステム
① 電気光学効果と光学ポッケルス効果
② 層状構造による光整合
③ 有機光スイッチの統合化
① 二次高調波生成(SHG)と周波数変換
② 自己位相変調と光ソリトン
① 低損失導波路
② フレキシブルなデバイス
③ マイクロ加工と光統合
① 金属ハロゲン化ペロブスカイトの光学特性
② ペロブスカイト LED
③ ペロブスカイト太陽電池
① 光学フィルタと波長セレクタ
② 蛍光体コートとホタルのような発光
① 分子構造のカスタマイズ
② 高分子合成と架橋
① 環境安定性と劣化メカニズム
② 製造プロセスの最適化
① 有機・無機ペロブスカイトの複合化
② 有機・金属ナノ粒子複合体
① 次世代ディスプレイと照明
② 生医学応用
③ 環境・エネルギー応用
174 シリカ(SiO2)
- 174.1 基本概念とシリカフォトニクス
- 174.2 シリカの光学特性
① 屈折率と波長依存性
② 光吸収スペクトラム
③ 分散特性
① ステップインデックスファイバ(SI ファイバ)
② グラデッドインデックスファイバ(GI ファイバ)
③ 単一モードファイバ(SMF)
① 平面導波路と薄膜導波路
② リッジ導波路と埋め込み型導波路
③ 低損失シリカ導波路
① マルチモード干渉計(MMI)と光カプラー
② リング共振器と光フィルタ
③ Mach-Zehnder 干渉計
① 分散シフトファイバ(DSF)
② 非ゼロ分散シフトファイバ(NZ-DSF)
③ 大有効面積ファイバ(LMA ファイバ)
① ラマン増幅と分散補償
② 自己位相変調と四波混合
① 希土類ドープシリカファイバ
② ファイバレーザと増幅
① 光学多層膜と干渉フィルタ
② 反射防止膜(AR膜)
① 純度向上と不純物削減
② 蛍光体ドープシリカ
① 光通信システム
② 分布ラマン増幅と超高速通信
③ 光センシングと光計測
① 損失のさらなる低減
② 新規ドーパント材料の開発
③ 大規模光集積回路への統合
④ 次世代光通信システムへの対応
175 III-V族半導体(GaAs, InP等)
- 175.1 基本概念と III-V 族半導体フォトニクス
- 175.2 GaAs(ガリウムヒ素)
① バンド構造と光学特性
② GaAs LED と検出器
③ GaAs レーザ
① InP の光学特性
② InGaAs(ガリウムヒ化インジウム)
③ InGaAsP(ガリウムヒ化アルセニウム化リン化インジウム)
- 175.4 AlGaAs(ガリウムヒ化アルミニウムガリウム)系材料
① AlGaAs の特性
② 赤色 LED と可視光レーザ
③ ダブルヘテロジャンクション構造
① 単一量子井戸(SQW)と多重量子井戸(MQW)
② 低閾値レーザと高速変調
③ 量子ドット構造
① 光通信用発光ダイオード(LED)
② 直接変調レーザ(DML)
③ 外部変調器との組み合わせ
① モノリシック集積と機能統合
② 光通信用チップの実装
- 175.8 表面発光レーザ(VCSEL)と GaAs
① VCSELの基本原理
② VCSEL の応用
- 175.9 AlGaN(ガリウムヒ化窒化アルミニウム)と紫外線デバイス
① 広バンドギャップ半導体
② 紫外線発光と応用
① 有機金属気相成長(MOCVD)
② 分子線エピタキシー(MBE)
① 内部量子効率と外部量子効率
② 熱管理と高電力動作
① コスト低減と大量製造
② Si 基板への成長
③ 新規材料系の探索
176 化合物半導体
- 176.1 基本概念と化合物半導体の重要性
- 176.2 III-V 族化合物半導体の基礎
① バンドギャップエネルギーと波長制御
② 直接遷移と間接遷移
③ 屈折率と光の閉じ込め
① キャリア閉じ込めと光の閉じ込め
② 準位置アラインメントと電子・正孔の分離
① 単一量子井戸(SQW)の特性
② 多重量子井戸(MQW)と超格子
③ 量子ドット
① InGaAs フォトダイオード
② InGaAsP DFB レーザ
③ マッハ・ツェンダー変調器
- 176.6 GaN(窒化ガリウム)と広バンドギャップ半導体
① GaN の基本特性
② 紫外線と青色光源
③ GaN レーザとレーザディスプレイ
① SiC の光学・電気特性
② 紫外線デバイスと高温センサ
① 金属ハロゲン化ペロブスカイト
② 鉛フリーペロブスカイト
① CdSe と CdTe の特性
② 量子ドット発光体
① バンドギャップエンジニアリング
② 格子定数の整合と応力制御
① 有機金属気相成長(MOCVD)
② 分子線エピタキシー(MBE)
① 光通信システム
② ディスプレイと照明
③ センシングと医療応用
① コスト低減と規模の経済
② 環境対応と持続可能性
③ 新規材料系と機能拡張
177 マイクロ結晶Si
- 177.1 基本概念とマイクロ結晶シリコンの特性
- 177.2 マイクロ結晶シリコンの構造と物性
① 結晶粒径と結晶性
② バンド構造と光学特性
③ 光伝導と暗電流
① PIN フォトダイオード構造
② 光応答スペクトラム
③ 検出性能と雑音
① タンデム太陽電池と積層構造
② 変換効率と経済性
③ 大面積化と量産
① ペロブスカイト・マイクロ結晶シリコンタンデム
② インターフェースの最適化
① 反射防止膜と光学コート
② 分散光学フィルタ
① プラズマ化学気相成長(PECVD)
② ガス圧力と射出周波数の制御
③ 水素希釈率の影響
① 可視光・近赤外線検出
② 紫外線フィルタ機能
③ イメージセンサとビジョンシステム
① マイクロ結晶シリコン・非晶質シリコン層状膜
② カーボンドープとシリコンゲルマニウムの混合
① 結晶性の均一性向上
② 暗電流の低減
③ スペクトラル感度の拡張
④ 低コスト化と環境対応
178 グラフェン
- 178.1 基本概念とグラフェンの構造
- 178.2 グラフェンの電子構造と光学特性
① バンド構造と Dirac 点
② 光吸収スペクトラム
③ 透光性と屈折率
① 高速フォトディテクタ
② ブロードバンド検出
③ グラフェン PIN フォトダイオード
① 電気的光変調
② Mach-Zehnder 型変調器
③ 位相変調器
- 178.5 グラフェンとシリコンフォトニクスの統合
① ハイブリッド導波路デバイス
② グラフェン-Si フォトダイオード
③ 光スイッチと光ルータ
① 高次高調波生成
② 四波混合と周波数変換
③ 光飽和と吸収飽和
① CVD 法による成長
② メカニカルエクスホリエーション
③ グラフェン膜の転移
① 単層と多層の違い
② ビルレイヤーグラフェン
③ グラフェン超格子
① グラフェン・金属ナノ粒子複合体
② グラフェン・量子ドット複合体
③ グラフェン・ペロブスカイト複合体
① 化学センサ
② 光ファイバセンサ
① 柔軟性と機械的強度
② 曲げ耐性
① 大面積均一成長
② デバイス集積度向上
③ 耐久性と安定性
④ 商用化と産業展開
179 窒化ホウ素
- 179.1 基本概念と窒化ホウ素の構造
- 179.2 窒化ホウ素の光学特性
① バンドギャップエネルギーと透光性
② 屈折率と分散
③ 赤外線吸収スペクトラム
- 179.3 六方晶系窒化ホウ素(hBN)の二次元性
① 原子層窒化ホウ素
② グラフェンとの構造的相似性と相違
③ 二次元効果と量子特性
① 光絶縁材料としての機能
② グラフェンベースデバイスの保護層
③ 光導波路の基盤
① フォトニック結晶
② ナノアンテナと局所場増強
③ 光学メタマテリアル
① 紫外線検出器
② 紫外線光源との統合
③ 紫外線フィルタと波長選別
① 機械的剥離法
② CVD 法による成長
③ スパッタリング法
① グラフェン・窒化ホウ素積層体
② 遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)との複合化
③ 多層ヘテロ構造と人工原子
① 高調波生成
② 自己焦点効果
① 熱伝導率
② 光放熱の最適化
① 化学センサ
② 光ファイバセンサへの統合
① 品質向上と大面積成長
② デバイス集積化
③ 他の二次元材料との複合化
④ 環境・エネルギー応用
180 ポリマー
- 180.1 基本概念とポリマーフォトニクス
- 180.2 光学ポリマーの基礎特性
① 透明性と光吸収
② 屈折率と分散
③ 複屈折と光弾性
① 光インターコネクト
② マルチモード導波路
③ フレキシブル導波路
① POF の特徴
② 帯域と損失
① 射出成形レンズ
② フレネルレンズとマイクロレンズアレイ
③ 回折光学素子(DOE)
① 非線形光学ポリマー
② 光導電性ポリマー
③ 感光性ポリマー(フォトレジスト)
① 液晶配向と光学異方性
② 幾何学的位相素子
① 自己組織化によるコロイド結晶
② インバースオパール構造
① 生体適合性ポリマー
② 水溶性ポリマーとハイドロゲル
① ナノインプリントリソグラフィ
② 二光子重合(TPP)3D プリンティング
① 耐熱性と耐環境性
② 光損失の低減
③ ハイブリッド集積
181 ガラス
- 181.1 基本概念とガラスフォトニクス
- 181.2 光学ガラスの基本特性
① 屈折率と光学的均質性
② 透光性と紫外線カットオフ
③ 分散特性(アッベ数)
① 光ファイバの進化
② 超低損失光ファイバ
③ 波長分散と非線形効果
① レンズ光学と収差補正
② 非球面レンズ
① ガラス基底フォトニック結晶
② 二次元フォトニック結晶
① シリカ系平面導波路
② リッジ導波路とシングルモード伝搬
① 希土類ドープガラスファイバ
② ガラスレーザと光源
③ 光非線形ガラス
④ 色付きガラスと光学フィルタ
① 精密研磨と光学面
② 精密成形と射出成形
③ マイクロ加工と光導波路形成
① 光ファイバセンサ
② 蛍光ガラスセンサ
① 多層膜光学フィルタ
② メタマテリアルガラス
① 化学的耐性と長期信頼性
② 熱的安定性
① 次世代光通信システム
② 量子光通信とセキュア通信
③ 生医学応用
④ 環境・エネルギー応用
182 結晶材料
- 182.1 基本概念と結晶フォトニクス
- 182.2 光学結晶と複屈折
① 複屈折と異方性
② 一軸結晶と二軸結晶
③ 位相差板と波長板
① 二次高調波生成(SHG)と周波数変換
② 位相整合と周期分極
③ 光パラメトリック発振(OPO)
① ポッケルス効果
② 光変調器と信号処理
① 励起子効果
② GaAs と III-V 族半導体
① Al2O3:Cr(ルビー)結晶
② 励起と発光
- 182.7 Nd:YAG レーザと希土類ドープ結晶
① イットリウムアルミニウムガーネット(YAG)基質
② Nd:YAG の特性
③ その他の希土類ドープ結晶
① 周期構造と光のバンド構造
② 一次元、二次元、三次元フォトニック結晶
- 182.9 ペロブスカイト結晶と鉛ハロゲン化ペロブスカイト
① 結晶構造と光学特性
② バンドギャップエンジニアリング
③ 鉛フリーペロブスカイト
① GaN と InN、AlN
② GaN ベース紫外線デバイス
- 182.11 遷移金属ダイカルコゲナイドと 2D 結晶
① MoS2、WS2 などの二次元結晶
② バレー光子学
① 融液成長法(ブリッジマン法、チョクラルスキー法)
② 気相成長法(MOCVD、MBE)
③ 水熱合成法とソルボサーマル法
① 点欠陥と色中心
② 拡張欠陥と光閉じ込め
① 量子光源と量子情報処理
② 高効率レーザとディスプレイ
③ 環境・エネルギーセンシング
183 セラミック材料
- 183.1 基本概念とセラミックフォトニクス
- 183.2 アルミナ(Al2O3)セラミック
① コランダム構造と光学特性
② サファイアウィンドウと耐環境特性
③ 多結晶セラミック Al2O3
① 立方晶安定化と光学特性
② 高温安定性と耐熱衝撃特性
③ 屈折率と光学フィルタ
① 透光性と赤外線特性
② 高温耐性と化学的安定性
① 酸化物セラミック膜
② 非晶質セラミック膜
① マグネシウムアルミネート(MgAl2O4)セラミック
② ガーネット構造セラミック
① セラミック YAG の成形と焼結
② 高出力レーザ応用
③ 複合レーザメディア
① 複屈折セラミック
② 光導波路への応用
① 光ファイバの基本構成
② 高温光信号伝搬
③ 損失特性と伝送帯域
① 光導波路集積
② マイクロ共振器と光フィルタ
① 表面活性と吸着
② セラミック膜のドーピング
① 焼結プロセスと密度制御
② 粉末合成と粒径制御
③ CNC 加工と精密研磨
① セラミック・金属複合体
② セラミック・ポリマー複合材
① 透光性の向上
② 高機能化と多機能化
③ 環境・エネルギー応用
184 希土類ドープ材料
- 184.1 基本概念と希土類フォトニクス
- 184.2 希土類イオンの電子構造
① 4f 電子殻と電子状態
② ラッセル・サウンダース(LS)結合と J 多重項
③ 励起状態と発光遷移
- 184.3 Nd:YAG レーザと 1064 ナノメートル発光
① Nd3+ の電子準位図
② ポンピング効率と発振特性
③ 工業・医療応用
- 184.4 Er:ファイバアンプと 1.55 マイクロメートル通信波長
① Er3+ ドープ光ファイバの特性
② EDFA の原理と利得特性
③ C バンドと L バンド
- 184.5 Yb:ファイバレーザと高出力 1 マイクロメートルレーザ
① Yb3+ の電子準位と発光波長
② 超高出力化と光ビームファイバ
③ 切断・溶接・加工応用
- 184.6 ルビー(Cr:Al2O3)レーザと 694 ナノメートル赤色レーザ
① Cr3+ の電子状態と超微細構造
② ルビーレーザの性質
- 184.7 Ho:YAG レーザと 2.1 マイクロメートル医療レーザ
① Ho3+ の準位構造と中赤外線発光
② 医療応用
- 184.8 Tm:ファイバレーザと 1.9~2.1 マイクロメートル波長
① Tm3+ と 3H4 から 3H5 への遷移
② 医療・産業応用
① Eu3+ の赤色発光メカニズム
② ディスプレイ用フォスファー
① Ce3+ の d-f 遷移
② YAG:Ce フォスファーと白色 LED
① Pr3+ の多準位構造
② スペクトラル特性と応用
- 184.12 希土類 Up-conversion と紫外光生成
① 多光子励起プロセス
② 赤外~可視光変換
① 単結晶成長技術
② セラミック焼結と多結晶化
- 184.14 ホストマトリックスの選択と波長チューニング
① 異なるホスト材料
② 波長選別的な設計
① 相互作用メカニズム
② 最適ドープ濃度
① 新規な発光波長の開発
② 量子光源と単一光子
③ 高集積度と小型化
④ 環境・エネルギー応用
185 シリコン
- 185.1 基本概念とシリコンフォトニクス
- 185.2 シリコンの光学特性
① 屈折率と波長依存性
② 光吸収スペクトラム
③ 非線形光学係数
① ストリップ導波路と密閉導波路
② 導波路の損失特性
③ リブ導波路と浅溝導波路
① 静電プラズマ変調器
② 光学的カー効果による変調
① マルチプレクサとデマルチプレクサ
② 光スイッチと光ルータ
③ グレーティングカプラーと光インターフェース
① ゲルマニウムフォトディテクタ
② シリコンレーザと光増幅
① 非線形周波数変換
② 自己位相変調とスペクトラム拡幅
① 光メトロノーム集積回路
② チップ間光相互接続
① フォトニック結晶とメタマテリアル
② ヘテロ構造と積層
① 可視光デバイスへの対応
② 熱管理と低消費電力化
③ 光源の統合化
④ 3D 統合と高度な構造
186 窒化シリコン
- 186.1 基本概念と窒化シリコンフォトニクス
- 186.2 窒化シリコンの光学特性
① 屈折率と波長依存性
② 光透過特性
③ 非線形光学係数
① リッジ導波路と平面導波路
② 導波路の損失特性
③ 透光窓の活用
① リング共振器と光フィルタ
② Mach-Zehnder 干渉計
③ グレーティングカプラー
① 可視光通信と光ワイヤレス通信
② 光センシングと計測
③ スペクトロスコピーと分光計測
① 赤外線センシング
② テラヘルツ領域への拡張
① 周波数変換と波長変換
② スーパーコンティニュアム光源
③ 光パラメトリック増幅
① 光チップと光集積回路
② ハイブリッド集積
③ マルチモード干渉計
① 低圧化学気相成長(LPCVD)
② プラズマ増強化学気相成長(PECVD)
③ エッチングと微細加工
① 量子ドットとペロブスカイト
② グラフェンと 2D 材料
① 損失低減と高品質化
② 大規模集積化
③ 可視光デバイスの量産化
④ 他材料との統合
187 トポロジカル絶縁体
- 187.1 基本概念とトポロジカル絶縁体の物理
- 187.2 トポロジカル絶縁体の電子構造
① Z2 トポロジカル不変量
② 表面バンド構造
③ バルク状態との分離
① 三次元トポロジカル絶縁体の代表例
② バンドギャップと電子構造
③ 表面プラズモンと光学応答
① ディラック フェルミオンのプラズモン励起
② 一次元エッジ状態での光伝搬
③ 逆スピンホール効果と光学応答
① キラル異方性光学素子
② 光ジャイレータと光アイソレータ
③ 光変調器
① THz 吸収と応答
② THz 発光と光源
① Quantum Spin Hall 効果と一次元エッジ状態
② グラフェンとの比較
① フォトニック結晶のトポロジカル化
② フォトニック測地線と光導波路
① 高次高調波生成
② ニ光子吸収と多光子プロセス
③ 光学カー効果と自己位相変調
① 原子層積層
② 格子欠陥と表面修飾
① 光吸収スペクトラム
② 光起電力効果
① トポロジカル・通常絶縁体界面
② 超伝導体との結合
① 分子線エピタキシー(MBE)
② 化学気相成長(CVD)
① 表面の環境劣化と酸化防止
② 室温動作の実現
③ デバイス集積化
④ 新規トポロジカル材料の探索
【 製造プロセス・加工技術 】
188 ウェットエッチング
- 188.1 基本概念と原理
- 188.2 エッチング液の種類と特性
① 酸性エッチング液
② アルカリ性エッチング液
③ フッ酸含有液
④ 特殊エッチング液
① シリコンのアルカリエッチング
② 酸化膜のフッ酸エッチング
③ 金属のエッチング
① 結晶面依存性
② 等方性エッチングプロセス
① フォトレジストマスク
② 酸化膜・窒化膜マスク
③ 金属マスク
① マイクロレンズ配列
② 光導波路と溝構造
③ フォトニック結晶前駆体
① 温度制御
② 濃度管理
③ 攪拌と流速
④ エッチング時間と終点判定
- 188.8 ウェットエッチングとドライエッチングの比較
- 188.9 特殊なウェットエッチング技術
① ビエッチング(Bias etching)
② 触媒エッチング
③ パルスエッチング
① GaAs のエッチング
② InP のエッチング
① ポリマー膜のエッチング
② ハイブリッド膜
① pH 調整と沈殿
② フッ化物の除去
③ リサイクルと再利用
① 膜厚の不均一性
② エッチング段差の制御
① 光学フィルタと干渉膜
② 光ファイバセンサ
③ マイクロ流体デバイス
① 薬液の選定と安全性
② 廃液処理の責任化
① ナノスケール構造への対応
② プロセス最適化と AI 活用
③ グリーンケミストリへの転換
189 クリーニング技術
- 189.1 基本概念と原理
- 189.2 クリーニング技術の種類と分類
① 化学クリーニング
② プラズマクリーニング
③ 超音波クリーニング
④ 組み合わせクリーニング
① RCA SC1(Standard Clean 1)
② RCA SC2(Standard Clean 2)
③ RCA SC3
④ クリーニング手順の厳密性
① ピラニア溶液(Piranha solution)
② 有機物の酸化分解メカニズム
③ トレース有機物の検出
① 金属イオン汚染源
② IMEC クリーニング法
③ キレート試薬の利用
① 酸化膜の性質と問題
② 希フッ酸(DHF)処理
③ 水素終端表面の特性
④ フッ酸処理後の急速エピタキシー
① 超音波処理の原理
② 周波数と処理条件
③ メガソニック処理
④ 静電吸着の影響
① 酸素プラズマクリーニング
② アルゴンプラズマクリーニング
③ リモートプラズマクリーニング
① XPS(X 線光電子分光)
② AES(オージェ電子分光)
③ AFM(原子力顕微鏡)
④ SIMS(二次イオン質量分析)
① ウエハボンディング前処理
② エピタキシャル成長前のクリーニング
③ リソグラフィ前のクリーニング
④ イオン注入後の除去
- 189.11 クリーニング溶液と他の処理の比較
- 189.12 環境・安全管理
① 化学薬品の取り扱い
② 廃液処理
③ 省資源・環境配慮
① 全体戦略
② コンタミネーション予防
① インラインクリーニングシステム
② 槽内での均一処理
① 低温・低ダメージクリーニング
② スーパークリティカル流体クリーニング
③ UV 光アシストクリーニング
④ AI による条件最適化
① GaN 表面のクリーニング
② ダイヤモンド表面のクリーニング
③ グラフェン表面の取り扱い
190 検査・メトロロジー
- 190.1 基本概念と原理
- 190.2 膜厚測定技術
① 楕円偏光計測
② 原理と測定範囲
③ 光学干渉計測
④ X 線蛍光(XRF)
⑤ 多層膜の測定
① SEM(走査電子顕微鏡)
② パターンの臨界寸法(CD)測定
③ 断面観察
④ ガラス化検査
① 原子力顕微鏡(AFM)
② 触針式粗さ計
③ 非接触光学式測定
① X 線回折(XRD)
② ロッキングカーブ測定
③ ラマン分光
① X 線光電子分光(XPS)
② エネルギー分散型 X 線分光(EDS)
③ 二次イオン質量分析(SIMS)
① 超音波スキャン顕微鏡
② 赤外線熱画像カメラ
① 光学検査機(OI: Optical Inspection)
② 欠陥のマッピング
③ 深紫外線(DUV)検査
① レーザ散乱式パーティクルカウンタ
② フローサイトメトリー
① ウエハ反り計測
② X 線応力測定
① 測定精度の定義
② キャリブレーション
③ リファレンス材料
- 190.12 検査・メトロロジーと他の測定技術の比較
- 190.13 リアルタイムプロセス制御
① フィードバック制御
② 予測的制御
③ エンドポイント検出
① 管理図
② 工程能力指数(Cpk)
① AI による画像解析
② マルチモーダル測定
③ インライン 3D 計測
① 光学特性の測定
② 波面計測
③ スペクトル計測
① EUV リソグラフィパターン検査
② 3D パターン評価
① ボンディング強度測定
② ボイド検出
① 廃液の安全処理
① デジタルファクトリー
② ビッグデータ解析
① カスタマイズ検査
① リアルタイム 3D 計測
② 原子レベル検査
191 電子ビームリソグラフィ
- 191.1 基本概念と電子ビーム露光の原理
- 191.2 電子銃と加速・収束光学系
① 電子銃の種類と放出機構
② 加速電圧と電子のド・ブロイ波長
③ 電磁レンズと ビーム収束
① 偏向コイルと走査駆動
② 走査座標の精度と補正
③ デウェル時間と露光量
① 感応メカニズム
② PMMA(ポリメチルメタクリレート)
③ 化学増幅レジスト(CAR)と酸発生剤
④ ネガティブレジストと架橋
① マスクレイアウトと設計ツール
② 階層的設計とセルライブラリ
③ データファイルフォーマット(GDS-II、OASIS)
① 後方散乱と前方散乱の影響
② プロキシミティ効果の補正
① 走査型電子ビーム露光装置
② 真空度と汚染制御
③ 冷却ステージと温度管理
① フォトマスク製作用 EBL
② 極紫外(EUV)用マスクパターン設計
① プラズモニック素子と金属ナノ構造
② フォトニック結晶と周期構造
③ 光導波路と光集積回路
① 多層レジスト積層
② ステップ・アンド・リピート処理
① レジスト現像
② ハードベーク
① ドライエッチングと反応性イオンエッチング(RIE)
② 選択比と加工精度
① シリアル処理の限界
② 並列化と複ビーム露光
③ 低加速電圧と高スループット化
① 設計変更への柔軟性
② 小ロット製造と OEM 応用
① 線幅変動(LWR)と均一性
② ビーム軌跡補正と座標精度
① 量子デバイスと単一光子源製造
② AI による最適化
③ 環境・エネルギー応用
192 極端紫外線リソグラフィ
- 192.1 基本概念と EUV 露光の原理
- 192.2 EUV 光源と発生技術
① レーザプラズマ光源(LPP)
② 放電プラズマ光源(DPP)
③ EUV 光源の冷却と熱管理
① Mo/Si 多層膜反射率
② 吸収層パターン
③ マスク欠陥と寿命
① 多段反射光学系
② 数値開口数(NA)と解像度
③ ステップ・アンド・スキャン装置
① 化学増幅レジスト(CAR)
② 感度と解像度のトレードオフ
③ ラインエッジラフネス(LER)
① レジスト塗布と焼成
② EUV 露光
③ 現像と後処理
① 解像度向上アシスト技術
② シャーロック構造と複雑パターン
- 192.8 フォトニクスナノデバイスへの EUV 応用
① 光導波路の微細パターニング
② フォトニック結晶と周期構造
③ プラズモニック素子
- 192.9 EUV と他のリソグラフィ技術の比較
- 192.10 EUV リソグラフィの課題
① スループットの向上
② コスト削減
③ マスク寿命と交換
① 低温プロセス
② 直描 EUV 露光
③ 多層レジスト構造
- 192.12 EUV リソグラフィの環境・サステイナビリティ
① 廃液処理とグリーン化
② エネルギー効率
① 半導体微細化への牽引力
② 新規フォトニクス機能の創出
③ 次世代リソグラフィへの移行
193 ナノインプリント
- 193.1 基本概念と原理
- 193.2 樹脂材料と硬化機構
① 熱硬化型ポリマー
② 紫外線硬化型(UV)樹脂
③ 特殊樹脂とハイブリッド材料
① フォトリソグラフィを用いたモール製作
② 電子ビーム直描によるマスターパターン
③ モールド複製と階層的コピー
④ モールド耐久性と寿命
① プロセスフロー
② 加熱温度と加圧圧力
③ 処理時間と生産性
① 光重合メカニズム
② 常温処理の利点
③ 透光性と樹脂透明度
① 加熱プレス装置
② UV 露光装置
③ インライン処理と連続化
① 光導波路の大量製造
② フォトニック結晶と周期構造
③ マイクロレンズと光学部品
① 多層構造の形成
② ステップ・アンド・リピート処理
① パターン転写忠実度
② ラインエッジラフネスと微細度
- 193.10 ナノインプリントと他の手法の比較
- 193.11 ナノインプリントの課題と改善
① モール耐久性と複製技術
② 離型性と脱型技術
③ 大面積均一性と装置開発
① シリコンフォトニクス回路の製造
② 光集積回路の低コスト化
- 193.13 直描ナノインプリント(Probe-based NIL)
① スキャンプローブに基づくパターニング
② 高解像度パターン形成
① グリーン化と廃液削減
② 樹脂材料の生分解性
③ エネルギー効率
① 商用装置の発売と普及
② 光学部品・デバイスへの実用化
③ 将来展開と新規応用
194 化学気相成長
- 194.1 基本概念と原理
- 194.2 CVD の種類と分類
① 常圧 CVD(APCVD)
② 低圧 CVD(LPCVD)
③ プラズマ CVD(PECVD)
④ 有機金属 CVD(MOCVD)
⑤ 原子層 CVD(ALD)
① シリコン膜形成用前駆体
② 窒化膜形成用前駆体
③ 金属酸化膜用前駆体
④ ドーパント源
① バッチ型反応器
② シングルウェーハ反応器
③ 横型反応器
④ 立型反応器
① 基板温度
② ガス流量と圧力
③ 雰囲気ガス
④ 反応時間
① 核生成と成長
② 結晶方位と配向
③ 膜厚分布の均一性
① シリコン酸化膜・窒化膜
② 酸化ガリウムと化合物半導体膜
③ グラフェンと 2D 材料
① 交互層成長メカニズム
② 膜厚の精密制御
③ 高アスペクト比構造への適用
① プラズマ支援の利点
② 膜質と不純物
① 前駆体の種類と特性
② バンドギャップの組成制御
- 194.11 CVD パラメータ最適化と制御
- 194.12 膜質評価と分析技術
① 膜厚の測定
② 結晶性の評価
③ 組成分析
① 有毒ガスの処理
② チャンバー内の爆発防止
① 膜厚分布の均一化
② 低温・高速プロセスの開発
③ AI による最適条件の自動探索
① 3D フォトニクス構造
② ヘテロ接合構造とバンドエンジニアリング
③ グリーンプロセスへの転換
195 分子線エピタキシー
- 195.1 基本概念と原理
- 195.2 MBE 装置と超高真空システム
① 真空度と雰囲気
② 真空ポンプと排気システム
③ チャンバー設計と隔離
① 熱源の種類
② フラックス制御
③ 分子線の特性
① 基板温度の役割
② 成長速度の決定
① RHEED と成長モニタリング
② 層単位成長(ステップフロー)
③ 成長モード
① ドーパント源
② キャリア濃度の精密制御
① 化合物半導体の積層
② 量子井戸レーザの製造
③ 超格子構造
① 量子ドットの自己組織化成長
② 量子ワイヤの形成
③ グラデーション組成と傾斜ヘテロ接合
① 有機金属前駆体
② 窒素系化合物半導体
- 195.10 MBE と他の成長技術の比較
- 195.11 インシチュ分析技術
① オージェ電子分光(AES)
② X 線光電子分光(XPS)
③ 二次イオン質量分析(SIMS)
① 基板前処理と準備
② 成長温度の設定
③ 圧力制御と残留ガス管理
① 転位密度の低減
② 表面粗さとマイクロラフネス
① 量子ドット LED と レーザ
② 赤外線検出器と太陽電池
③ スピントロニクスデバイス
① 装置の複雑性と コスト
② 成長速度の低さ
③ スケーラビリティと大面積化
① ミッドインフラレッド MBE
② グラフェンと 2D 材料
③ AI による自動制御
① 有毒ガスの管理
② エネルギー効率と冷却負荷
196 物理気相成長
- 196.1 基本概念と原理
- 196.2 PVD の種類と分類
① 真空蒸着(EB:蒸発)
② スパッタリング
③ イオンプレーティング
④ パルスレーザ蒸着(PLD)
① 電子銃と加熱原理
② ターゲット材料と蒸発温度
③ 蒸発速度とフラックス
① グロー放電とプラズマ
② 衝撃とスパッタリング収率
③ 多種材料のスパッタリング
④ ターゲット中毒と反応型スパッタリング
① 磁場の役割
② スパッタリング速度の向上
③ RF マグネトロンスパッタリング
① 短パルスレーザと高温プラズマ
② 膜組成の精密制御
③ アブレーション距離と膜厚制御
① 光学干渉膜
② 金属膜コーティング
③ グラデーション屈折率(GRIN)膜
① 真空度
② 基板温度
③ バイアス電圧
④ 成膜速度
① 非晶質と結晶質
② 残留応力
③ バイアス処理による応力制御
① 多層膜構造
② 人工スーパーラティス
① 強磁性金属膜
② 多層膜と交換バイアス
- 196.12 PVD と他の膜形成技術の比較
- 196.13 膜質評価と分析
① 膜厚測定
② 結晶構造解析
③ 成分分析
④ 機械的特性
① 膜厚分布の均一性
② ターゲット利用効率
③ 粒子汚染
① 光学コーティング
② フォトニック結晶
③ プラズモニクス素子
① 廃棄物処理
② 労働安全
① ハイパワーパルスマグネトロンスパッタリング(HIPIMS)
② CAPd(Cathodic Arc Plasma Deposition)
③ AI による最適化
197 ウエハボンディング
- 197.1 基本概念と原理
- 197.2 ウエハボンディングの種類
① 直接ボンディング
② 金属層を用いたボンディング
③ アモルファス層を用いたボンディング
- 197.3 直接ボンディング(ダイレクトボンディング)
① 表面準備と清浄化
② 表面活性化
③ 初期接合と熱拡散
④ 接合温度と時間
① 金属層の形成
② 加熱と相互拡散
③ Au-Au ボンディング
④ Cu-Cu ボンディング
① シリコン酸化膜ボンディング
② 接合強度と分析
① Si-GaAs ボンディング
② Si-III 族窒化物ボンディング
③ Glass-Silicon ボンディング
① シリコンフォトニクス集積回路
② ハイブリッド集積
③ 光 MEMS
① 接合強度測定
② 界面分析
③ ボイド(空洞)検出
④ 熱伝導率測定
① ボンディング装置
② 位置合わせ精度
③ 加熱・冷却制御
① バックグラインド(研磨)
② エッチング
③ ハンドリングと分割
① ボイド発生
② 応力と反り
③ スケーラビリティ
① フリップチップボンディング
② 厚膜ボンディング
- 197.13 ウエハボンディングと他の接合技術の比較
- 197.14 フォトニクスデバイスへの応用展開
① 光集積回路(PIC)
② 量子フォトニクスデバイス
③ 赤外線検出器アレイ
① 耐熱性と信頼性
② コスト削減と大量生産対応
① Cu-Cu ボンディングの低温化
② 室温ボンディング
③ AI による最適化
198 異種基板接合
- 198.1 基本概念と原理
- 198.2 異種基板接合の種類と分類
① 直接接合(ダイレクトボンディング)
② 金属層を用いた接合
③ 無機接着層を用いた接合
① Si-GaAs 接合の重要性
② 接合メカニズム
③ 応力制御
① Si-GaN 接合の背景
② 結晶構造の違い
③ 緩和層とバッファ層
① InP-GaAs 接合
② 接合の特殊性
③ 接合順序の制御
① GaN-AlN 接合
② 深紫外線デバイス
① ダイヤモンドの特異な特性
② ダイヤモンド-Si 接合
③ 接合の困難性
① 光学とエレクトロニクスの融合
② 熱膨張係数の不一致
① 熱応力の発生機構
② 応力緩和層の導入
③ 応力測定と評価
① バンドエンジニアリング
② 光学特性の設計
① 接合強度測定
② 界面観察と分析
③ ボイド検出
① RCA クリーニング
② プラズマ処理
③ オゾン処理
- 198.13 異種接合と他の統合技術の比較
- 198.14 フォトニクスデバイスへの応用
① シリコンフォトニクス
② 縦型共振器面発光レーザ(VCSEL)
③ 量子デバイス
① 3D 集積化
② ハイブリッド集積
① 接合信頼性
② スケーラビリティ
③ コスト削減
① 直接ボンディングの低温化
② 室温接合と常温接合
③ AI による最適化
④ 新材料への展開
199 フォトリソグラフィ
- 199.1 基本概念とフォトリソグラフィの役割
- 199.2 レジスト材料と感光メカニズム
① ポジティブレジストとネガティブレジスト
② フェノール系レジストと芳香族化合物
③ 化学増幅レジスト(CAR)
① コンタクトプリント・接近露光
② 投影型露光装置(ステッパ)
③ 数値開口数(NA)と解像度
④ 超高 NA 露光と EUV リソグラフィ
① マスクデザインとパターン転送
② OPC(光学的近接効果補正)とマスク最適化
③ ビーム露光と電子ビームリソグラフィ
① スピンコーティングと膜厚均一化
② プリベーク(軟焼成)と含水率管理
③ 露光条件と焦点深度(DOF)
① アルカリ現像とその推進メカニズム
② 有機溶剤による現像
③ ハードベーク(硬焼成)と膜硬化
① ドライエッチングと異方性加工
② レジスト耐性と選択比
① ダブルパターニング(DP)
② トリプルパターニングと多重パターニング
① 液浸媒体と屈折率向上
② 液浸用レジストと親水化処理
① EUV 光源とレーザプラズマ
② EUV 用マスクとコーティング
③ EUV レジストと LER(ラインエッジラフネス)
- 199.11 ナノインプリント・リソグラフィ(NIL)
① モールド・スタンピング法
② 熱 NIL と UV-NIL
③ 生産性と成本
① 光導波路パターニング
② フォトニック結晶と周期構造
③ マイクロレンズアレイと微細光学部品
① 線幅ラフネス(LER)と均一性
② 露光剤量の許容度と工程余裕
① 次世代露光波長の開発
② AI・機械学習とプロセス最適化
③ サステイナビリティと環境対応
200 トランスファー技術
- 200.1 基本概念と原理
- 200.2 トランスファー技術の種類
① エピリフトオフ(Epitaxial Liftoff: ELO)
② リモートエピタキシー(Remote Epitaxy)
③ エッチングストップ層を用いたトランスファー
④ 機械的剥離トランスファー
⑤ 直接ボンディング後の基板除去
① 犠牲層の選択
② エッチング液による膜の分離
③ 分離膜の回収と洗浄
④ 一次基板の再利用
① グラフェン中間層の役割
② 成長メカニズム
③ 膜品質と結晶性
④ 基板の無限循環利用
① 金属層ボンディング
② 直接ボンディング
③ 樹脂を用いたボンディング
① 化学的エッチングによる除去
② 物理的研磨による除去
③ レーザアブレーションによる除去
① III-V/Si フォトニクス集積回路
② 薄膜VCSEL
③ 不整合膜の高品質成長
① 超薄膜の形成
② 2D フォトニクス構造
① 選別的トランスファー
② 複数層の順序反転
- 200.10 トランスファー技術と他の構造形成法の比較
- 200.11 転位と欠陥の制御
① 初期転位の形成メカニズム
② 転位の定量評価
① ボンディング強度
② 熱応力の管理
① 材料の有効利用
② 廃棄物の最小化
① 室温トランスファー
② 大面積化への取り組み
③ AI による欠陥予測
④ 新規膜-基板組み合わせの探索
① 単一光子源の製造
② 量子計算用チップ
① 磁性膜の統合
201 精密研磨
- 201.1 基本概念と原理
- 201.2 精密研磨の種類と分類
① CMP(化学機械研磨)
② 単純研磨(mechanical polishing)
③ 化学研磨
① 研磨粒の種類と特性
② 化学的活性成分
③ 界面活性剤と分散剤
④ スラリー濃度と pH
① 研磨盤の選択と準備
② ウエハの搭載と固定
③ 研磨盤の回転と相対運動
④ 研磨液の供給と管理
① シリコン酸化膜の CMP
② 金属膜の CMP
③ 研磨速度と選択性
① 膜厚の測定手法
② エンドポイント検出(EPD)
③ オーバーポーリッシング
① グローバル平坦度
② ローカル平坦度
③ 表面粗さ(Ra)
① シリコンウエハの CMP
② 酸化膜(SiO2)の研磨
③ 金属膜(Cu、W)の研磨
④ 窒化膜(SiN)の研磨
① ウエハ内膜厚分布
② 補正と均一化
① 研磨誘起欠陥
② 損傷層の除去
③ 後処理による表面改質
① マルチパッド CMP 装置
② 在線(in-situ)制御
③ ウエハ位置認識
① 光学レンズ面の精密研磨
② 導波路構造の平坦化
③ ボンディング前の表面準備
- 201.13 精密研磨と他の加工技術の比較
- 201.14 環境・安全管理
① スラリー廃液の処理
② 粉塵と排ガス管理
① 研磨速度と均一性のトレードオフ
② ダメージ層の最小化
③ パッド寿命と交換頻度
① AI による最適条件制御
② 低ダメージ研磨液の開発
③ 高周波振動研磨
④ グリーン研磨液
202 ドライエッチング
- 202.1 基本概念と原理
- 202.2 プラズマ生成技術
① 反応性イオンエッチング(RIE)
② 誘導結合プラズマ(ICP)
③ マイクロ波プラズマ
① フッ素系ガス
② 塩素系ガス
③ 酸素とフッ素の混合ガス
④ アルゴンプラズマ
① 化学反応メカニズム
② 物理的スパッタリング
③ イオン誘起化学増幅
① 異方性と等方性
② サイドウォール保護膜
① ガス流量と圧力制御
② RF パワーと偏圧
③ プロセス時間と終点検出
① フォトレジストマスク
② ハードマスク
③ エッチング選択比
① シリコンフォトニック導波路
② フォトニック結晶ビオニクス
③ プラズモニック素子
① マイクロスケーリング
② ビームパターン効果
① 積層膜の段階的加工
② メモリ効果と側壁制御
- 202.11 エッチング装置の種類
- 202.12 上流プロセスの影響
① チャージアップと静電破壊
② 熱ダメージと基板温度
③ プラズマ誘起ダメージ
① 原子層エッチング(ALE)
② 直描エッチングと e ビーム併用
③ AI・機械学習による最適化
① 排ガス処理と PFCs 削減
② グリーンエッチングガス開発
③ 安全管理
① 集積光回路デバイス
② 光通信システムへの応用
③ 医療・センシング応用
【 集積・パッケージング技術 】
203 フォトニクスにおける3D積層技術:電気と光の究極的融合
① 寄生容量の極小化と低消費電力化
② フォームファクタの縮小
① マイクロバンプ接合(Micro-Bump Bonding)
② 銅-銅ハイブリッド接合(Cu-Cu Hybrid Bonding)
① Wafer-on-Wafer (WoW)
② Die-on-Wafer (DoW) / Chip-on-Wafer (CoW)
204 Co-Packaged Optics (CPO):データセンター革命を牽引する次世代光実装技術
① 消費電力の壁
② 実装密度と帯域幅密度
① 光エンジン(Optical Engine)
② 外部光源(External Laser Source: ELS)
③ 光コネクタとファイバアレイ
- 204.3 実装形態のバリエーション
- 204.4 標準化と業界動向
① OIF (Optical Internetworking Forum)
② 主要プレイヤーの動き
205 HBMとフォトニクス技術の集積:メモリーウォールの打破に向けて
- 205.1 HBMの現状と限界
- 205.2 光インターコネクトによるメモリ階層の変革(Optical HBM / Optical CXL)
① 光コンピュート・エクスプレス・リンク(Optical CXL)
② 光インターポーザ技術
① 光演算のデータ供給ボトルネック
206 フォトニクス実装におけるバンプ接合技術:微細化と信頼性の追求
① はんだバンプ(Solder Bump)
② マイクロバンプ(µ-Bump)
③ 金スタッドバンプ(Au Stud Bump)
① マスリフロー(Mass Reflow)
② 熱圧着(Thermo-Compression Bonding: TCB)
- 206.3 フォトニクス特有の要求
- 206.4 今後の技術動向
207 フォトニック集積回路(PIC):光技術の集積とパッケージングの最前線
- 207.1 フォトニック集積回路の基本概念と必要性
- 207.2 主要な材料プラットフォーム
① シリコンフォトニクス(SiPh)
② リン化インジウム(InP)
③ 窒化シリコン(SiN)
④ 薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)
① モノリシック集積
② ハイブリッド集積
③ ヘテロジニアス集積
① 光ファイバ結合技術
② Co-Packaged Optics (CPO)
③ 熱および電気的クロストークの管理
① データセンターとAIクラスタ
② LiDAR(光検出と測距)
③ 量子コンピューティングとセンシング
208 フォトニクスにおける異種材料統合集積技術
- 208.1 異種材料統合の必要性と背景
- 208.2 主要な統合技術手法
① ウェハボンディング(接合)技術
② トランスファープリント(転写)技術
③ フリップチップ実装とコ・パッケージング
① ハイブリッドシリコンレーザー
② 薄膜ニオブ酸リチウム・オン・インシュレータ(TFLN on Si)
③ シリコン上のIII-V族量子ドットレーザー
④ 磁気光学材料の統合(光アイソレータ)
209 ピューティングの統合基盤
① オンボード・オプティクス(On-Board Optics: OBO)
② コ・パッケージド・オプティクス(Co-Packaged Optics: CPO)
③ 3D積層統合(3D Integrated Optics)
① 光結合インターフェース
② 熱設計とマネジメント
③ 高密度電気配線
① KGD (Known Good Die) 戦略
② リフロー耐性
③ 業界標準化
210 光チップレット技術と次世代パッケージング:ムーアの法則を超える光と電気の融合
① 電気I/Oの物理的限界
② 光インターコネクトのパッケージ内への浸透
- 210.2 光チップレットのアーキテクチャと実装技術
① 3D積層とヘテロジニアス統合
② インターポーザと2.5D実装
① 外部光源(ELS)とオンチップ光源
② アレイファイバ結合
① UCIeと光インターコネクト
② OIF (Optical Internetworking Forum)
① 将来展望
211 フォトニクス実装における高密度配線技術:信号伝送の動脈
① RDL (Re-Distribution Layer: 再配線層)
② TSV (Through Silicon Via: シリコン貫通電極)
③ TGV (Through Glass Via: ガラス貫通電極)
- 211.2 シグナルインテグリティ(SI)とパワーインテグリティ(PI)
① 伝送線路設計
② クロストーク抑制
③ 電源供給ネットワーク(PDN)
212 フォトニクス実装における放熱設計戦略:熱と光の共存
① 異種デバイス間の温度制約
② 熱クロストーク(Thermal Crosstalk)
① サーマルアイソレーション(熱的分離)構造
② 高性能熱伝導材料(TIM: Thermal Interface Material)
③ 外部光源(ELS: External Laser Source)
④ アクティブ温度制御
【 レーザー技術 】
213 DPSSレーザー:固体レーザーの効率革命を実現する次世代光源
① ダイオードレーザーによる励起
② 固体媒質での発振
③ 効率的な光学共振器
① Nd:YAG DPSS
② Nd:YLF DPSS
③ Yb(イッテルビウム)ドープファイバーDPSS
④ Er/Yb共ドープDPSS
⑤ Pr(プラセオジム)ドープDPSS
① 赤外線DPSS
② 可視光DPSS
① 第1世代:初期実用化(1990年代)
② 第2世代:効率向上と小型化(2000年代)
③ 第3世代:高出力・高信頼性化(2010年代)
① 電光変換効率
② ビーム品質
③ 出力安定性
④ 寿命
⑤ 応答速度
① 医療・美容応用
② 計測・センシング
③ 光学設備
④ 光通信補助
⑤ 科学研究
- 213.7 DPSSレーザーと従来型レーザー技術の比較
① ランプ励起型YAGとの比較
② ファイバーレーザーとの比較
③ 半導体レーザーとの比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① 欧米メーカー
② 日本企業
③ 中国企業
① 高出力化
② 波長拡張
③ 超小型化
④ コスト削減
① 高出力化・多波長化
② 新型媒質開発
③ 波長変換技術の高度化
④ AI・制御技術の統合
⑤ 集積フォトニクスとの融合
① エネルギー効率
② 有害物質対応
214 Nd:YAGレーザー:産業用光源の標準となった固体レーザー技術
① YAG結晶の構造と性質
② 発振メカニズム
③ レーザー共振器
① ランプ励起型
② 半導体励起型(DPSS)
③ Q-switch機能
① 第1世代:ランプ励起型(1960-1980年代)
② 第2世代:ランプ励起型の高出力化(1980-1990年代)
③ 第3世代:半導体励起型(1990年代以降)
④ 第4世代:次世代技術への転換(2000年代以降)
① 金属加工・溶接
② 医療・美容応用
③ マーキング・刻印
④ 計測・センシング
⑤ 光通信補助
① 波長特性
② 出力パワー
③ ビーム品質
④ パルス特性
① CO2レーザーとの比較
② ファイバーレーザーとの比較
③ 半導体レーザーとの比較
① 廃熱管理
② 変換効率
③ ビーム品質の向上
① 市場規模
② 新興用途
① 主要メーカー
② 市場シェア
① 医療応用の継続
② 特定産業用途での活用継続
③ ハイブリッド技術への進化
215 Nd:YLFレーザー:高周波数安定性を実現する次世代固体レーザー
① YLF結晶の構造と性質
② 発振メカニズム
③ 周波数安定性
- 215.2 Nd:YLFレーザーと Nd:YAGレーザーの比較
① 波長の違い
② 周波数特性の比較
③ 結晶特性の比較
① ランプ励起型
② 半導体励起型(DPSS)
③ 周波数安定化技術
① 光原子時計
② 精密計測
③ 量子技術
④ 光通信
⑤ 科学研究
① 周波数特性
② 出力パワー
③ ビーム品質
④ 偏光特性
① 効率
② 廃熱管理
③ 偏光面保持
④ コスト
① 市場セグメント
② 地域別動向
① Coherent社
② Spectra Physics社
③ その他企業
① ファイバーレーザーとの比較
② 半導体レーザーとの比較
① 高出力化
② 小型化・集約化
③ 新規応用の開拓
④ 波長拡張
216 UV-VISレーザー:紫外線から可視光領域を支える多機能光源
① 原子遷移とエネルギー
② レーザー媒質の選択
③ 波長変換技術
① 紫外線ガスレーザー
② 紫外線固体レーザー
③ 可視光ガスレーザー
④ 可視光半導体レーザー
⑤ オプティカルパラメトリック技術
① 第1世代:初期開発(1960年代~1970年代)
② 第2世代:紫外線ガスレーザー普及(1980年代~1990年代)
③ 第3世代:波長変換技術の進展(2000年代)
④ 第4世代:半導体UV-VIS化と統合応用(2010年代以降)
① 波長精度
② 出力パワー
③ ビーム品質
④ パルス特性
⑤ 寿命・信頼性
① 分析・計測
② 医療・美容応用
③ 材料加工
④ ディスプレイ・照明
⑤ 科学研究
① ガスレーザー型の比較
② LED照明との比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① グローバル主要企業
② 日本企業
③ 中国企業
① 効率の向上
② より短波長への拡張
③ 高出力化
④ 小型化・ポータブル化
⑤ コスト削減
① 深紫外線化の推進
② 半導体化の加速
③ 波長多様化と統合化
④ 医療応用の拡大
⑤ 量子技術への応用
① エネルギー効率
② 有害物質対応
217 ナノ秒レーザー:産業加工から医療応用を支える実用型超短パルス光源
① Q-スイッチ技術
② 音響光学(AO)Q-スイッチ
③ 電気光学(EO)Q-スイッチ
④ パッシブQ-スイッチング
① Nd:YAGナノ秒レーザー
② Nd:YLFナノ秒レーザー
③ ファイバーナノ秒レーザー
④ Er:ガラスナノ秒レーザー
⑤ エキシマレーザー
① 第1世代:初期産業化(1970~1980年代)
② 第2世代:高信頼性化(1990年代)
③ 第3世代:高出力・高効率化(2000年代)
④ 第4世代:超小型・低コスト化(2010年代以降)
① パルス幅
② ピークパワー
③ 繰り返し率
④ パルスエネルギー
⑤ ビーム品質
① 産業加工
② 医療・美容応用
③ 計測・検査
④ 食品・製造業
- 217.6 ナノ秒レーザーと他の超短パルスレーザーの比較
① マイクロ秒レーザーとの比較
② ピコ秒レーザーとの比較
③ 連続波レーザーとの比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① 欧米メーカー
② 日本企業
③ 中国企業
① 超短パルス化
② 高出力化
③ 波長拡張
④ 小型化・ポータブル化
① 超短パルス化への進化
② 波長多様化
③ 高出力・高繰り返し化
④ AI制御・自動化
⑤ 新型材料活用
① エネルギー効率
② 有害物質対応
218 ピコ秒レーザー:フェムト秒への橋渡しを担う超短パルス光源
① 超短パルス生成方式
② Kerr効果による自己モード同期
③ チャープパルス増幅(CPA)技術
① Nd:YAGピコ秒レーザー
② Er:ファイバーピコ秒レーザー
③ Yb:ファイバーピコ秒レーザー
④ 色中心レーザー
⑤ オプティカルパラメトリック発振レーザー
① 第1世代:初期実現(1980年代)
② 第2世代:高繰り返し化(1990年代)
③ 第3世代:高ピークパワー化(2000年代)
④ 第4世代:高効率・小型化(2010年代以降)
① パルス幅
② ピークパワー
③ 平均出力
④ パルスエネルギー
⑤ 波長精度
① 精密加工
② 医療・美容応用
③ 計測・分析
④ 材料処理
⑤ 量子研究
- 218.6 ピコ秒レーザーと他の超短パルスレーザーの比較
① ナノ秒レーザーとの比較
② フェムト秒レーザーとの比較
③ 連続波レーザーとの比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① 欧米メーカー
② 日本企業
③ 中国企業
① 高ピークパワー化
② 波長拡張
③ 繰り返し率向上
④ 小型化・ポータブル化
① ピークパワー向上
② 波長多様化
③ 繰り返し率向上と平均出力増加
④ 新型ファイバーレーザー
⑤ AI・自動制御の統合
① エネルギー効率
② 有害物質対応
219 フェムト秒レーザー:原子・分子の動きを観察する究極の超短パルス光源
① 極限的パルス圧縮技術
② モード同期による超短パルス生成
③ 分散制御技術
① Ti:サファイアレーザー
② Er:ファイバーフェムト秒レーザー
③ Yb:ファイバーフェムト秒レーザー
④ Cr:ファイアサファイア(Cr:colquiriite)
① 第1段階:原理実証(1980年代)
② 第2段階:基礎研究の爆発的成長(1990年代)
③ 第3段階:ノーベル物理学賞受賞(2005年)
④ 第4段階:産業化・ペタワット級(2010年代以降)
① パルス幅
② ピークパワー
③ 繰り返し率
④ スペクトル幅
⑤ ビーム品質
① 基礎物理・化学研究
② 眼科医療応用
③ 皮膚医学応用
④ 精密加工
⑤ 分析技術
⑥ 計測・センシング
- 219.6 フェムト秒レーザーと他の超短パルスレーザーの比較
① ピコ秒レーザーとの比較
② ナノ秒レーザーとの比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① 欧米企業・機関
② 日本企業
③ 主要研究機関
① ペタワット級超短パルス生成
② 小型化・ポータブル化
③ 波長拡張
④ コスト削減
① エクサワット級への進化
② 量子技術への応用拡大
③ 医療応用の拡大
④ マルチモーダル光学
⑤ AI・制御技術の統合
① エネルギー効率
② 有害物質対応
220 フォトニック結晶レーザー:光のバンド構造を操作する革新的光源
① フォトニック結晶の構造
② フォトニックバンド構造
③ バンドギャップの物理的意味
① 一次元フォトニック結晶レーザー
② 二次元フォトニック結晶レーザー
③ 三次元フォトニック結晶レーザー
① ミクロキャビティレーザー
② 面発光レーザー(VCSEL)との組み合わせ
③ バンドエッジレーザー
④ スローライトレーザー
① 第1段階:理論提案と基礎研究(1990年代)
② 第2段階:実験的実現(2000年代初期)
③ 第3段階:性能向上と応用探索(2000年代後期)
④ 第4段階:実用化への模索(2010年代以降)
① 発振閾値
② 線幅
③ 方向性
④ サイズ
⑤ 波長制御
① 量子情報処理
② 超精密計測
③ 光センシング
④ 光通信
⑤ マイクロディスプレイ
⑥ 医療応用
- 220.7 フォトニック結晶レーザーと従来技術の比較
① 従来型半導体レーザーとの比較
② ミクロキャビティレーザーとの比較
- 220.8 フォトニック結晶レーザー産業の市場動向
① 市場規模
② 応用分野の拡大
③ 地域別動向
① 日本の研究機関
② 欧米企業・機関
- 220.10 フォトニック結晶レーザーの課題と解決方向
① 製造技術
② 出力パワー
③ 温度特性
④ 信頼性
① 次世代キャビティ設計
② 新規材料の活用
③ 集積フォトニクスとの融合
④ 出力パワー向上
⑤ 波長拡張
① エネルギー効率
② 製造プロセスの改善
221 固体レーザー:次世代フォトニクス産業の基盤となる光源技術
① 固体レーザーの基本構成
② 発振メカニズム
① YAGレーザー
② ファイバーレーザー
③ DPSS(Diode Pumped Solid State)レーザー
① 第1世代:ランプ励起型
② 第2世代:半導体励起型
③ 第3世代:ファイバーレーザー
① 材料加工用レーザー
② 医療・美容用レーザー
③ 計測・センシング用
④ 光通信用
① 出力パワー
② ビーム品質
③ 効率
④ 波長
① 熱管理
② ビーム品質の向上
③ コスト削減
① ガスレーザーとの比較
② 半導体レーザーとの比較
③ エキシマレーザーとの比較
① 市場規模の拡大
② 新興用途の開拓
① 量子技術への応用
② 高出力化・高効率化
③ 波長拡張
① グローバル企業
② アジア企業
① エネルギー効率
② 有害物質対応
222 高調波レーザー:非線形光学による波長変換の最前線技術
① 非線形光学効果
② 第2高調波発生(SHG)
③ 第3高調波発生(THG)
④ 位相整合条件
① 第2高調波レーザー(532nm緑色)
② 第3高調波レーザー(355nm紫外線)
③ 第4高調波レーザー(266nm深紫外線)
④ オプティカルパラメトリック増幅(OPA)
⑤ オプティカルパラメトリック発振(OPO)
① 第1世代:初期実現(1960年代~1970年代)
② 第2世代:産業化(1980年代~1990年代)
③ 第3世代:高効率・高出力化(2000年代)
④ 第4世代:次世代波長変換(2010年代以降)
① 変換効率
② 出力パワー
③ ビーム品質
④ 波長安定性
⑤ 応答速度
① 医療・美容応用
② 材料加工
③ 分析・計測
④ 科学研究
⑤ ディスプレイ・照明
① 非線形結晶での波長変換
② レーザー誘起プラズマとの比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① グローバル主要企業
② 日本企業
③ 中国企業
① 変換効率の向上
② より短波長への拡張
③ 高出力化
④ 小型化・ポータブル化
⑤ コスト削減
① 新型非線形結晶
② 波長拡張の極限化
③ 高出力化・高効率化
④ 集積フォトニクスとの融合
⑤ 量子技術への応用
① エネルギー効率
② 有害物質対応
223 超短パルスレーザー:フェムト秒からナノ秒の超短パルス科学と産業応用
① パルス幅による分類
② 超短パルス生成の物理的基盤
③ 非線形光学現象
① ナノ秒パルスレーザー
② ピコ秒パルスレーザー
③ フェムト秒パルスレーザー
④ アト秒パルスレーザー
① 第1世代:初期実現(1960年代~1980年代)
② 第2世代:ピコ秒の実現(1980年代~1990年代)
③ 第3世代:フェムト秒とノーベル賞(1990年代~2005年)
④ 第4世代:アト秒への挑戦(2010年代以降)
① パルス幅
② ピークパワー
③ 繰り返し率
④ スペクトル特性
⑤ 効率
① 基礎物理・化学研究
② 精密加工・産業応用
③ 医療・美容応用
④ 計測・センシング
① ナノ秒とピコ秒の比較
② ピコ秒とフェムト秒の比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① グローバル主要企業
② 日本企業
③ 研究機関
① 超短パルス化への進展
② 高出力化・効率向上
③ 波長拡張
④ 小型化・ポータブル化
⑤ コスト削減
① パルス幅の極限化
② 量子技術への統合
③ マルチモーダル応用
④ 医療応用の深化
⑤ 産業応用の拡大
① エネルギー効率
② 有害物質対応
224 半導体レーザー:フォトニクス産業の最小・最軽量・最高効率光源
① p-n接合とバンド構造
② 光増幅・共振器機構
③ ダブルヘテロ構造
① 直線型レーザーダイオード
② 分布帰還レーザー(DFB)
③ 分布ブラッグ反射レーザー(DBR)
④ 垂直腔面発光レーザー(VCSEL)
⑤ 量子井戸・量子ドットレーザー
① 赤外線レーザー
② 可視光レーザー
③ 紫外線レーザー
① 光ファイバー通信
② 光ディスク
③ 3D計測・LiDAR
④ 医療・美容応用
⑤ 計測・センシング
⑥ ディスプレイ・プロジェクター
① 出力パワー
② ビーム品質
③ 効率
④ 波長精度
⑤ 寿命
① Nd:YAGレーザーとの比較
② ガスレーザー(CO2等)との比較
③ ファイバーレーザーとの比較
① 市場規模
② 応用分野別市場
③ 地域別需要
① 日本企業
② 欧米企業
③ 中国・台湾企業
① 高出力化
② 短波長化
③ ビーム整形
④ コスト削減
① 高出力化・高輝度化
② 新波長域への拡張
③ 量子デバイス応用
④ 集積フォトニクス
① エネルギー効率
② 有害物質対応
225 量子ドットレーザー:量子力学効果を活用した革新的光源
① 量子ドット構造
② 量子閉じ込め効果
③ 発振メカニズム
① InAs量子ドット
② InGaAs量子ドット
③ CdSe量子ドット
④ GaN量子ドット
① 第1世代:基礎研究段階(1990年代)
② 第2世代:室温連続発振の実現(2000年代)
③ 第3世代:実用化段階(2010年代)
① 発振閾値
② 温度特性
③ スペクトル特性
④ 量子効率
⑤ 波長可変性
① 光ファイバー通信
② 計測・センシング
③ 医療・美容応用
④ ディスプレイ・プロジェクター
⑤ 量子技術への応用
① 従来半導体レーザーとの比較
② Nd:YAGレーザーとの比較
③ ファイバーレーザーとの比較
① 市場規模の拡大
② 応用分野別動向
③ 地域別市場
① 日本の研究機関
② 欧米企業・機関
③ 中国企業
① 出力パワー向上
② ビーム品質
③ 製造プロセス
④ 信頼性・寿命
① 高出力化・高効率化
② 波長拡張
③ 新型量子ドット
④ 集積フォトニクス
⑤ 量子技術への応用拡大
① エネルギー効率
② 製造プロセスの改善
226 連続波レーザー:フォトニクス産業を支える基盤的な安定光源
① 連続発振の実現
② エネルギー準位と発振
③ 共振器による光の集中
① ガスレーザー
② 固体レーザー
③ 半導体レーザー
④ ファイバーレーザー
⑤ エキシマレーザー
① 第1世代:初期開発(1960年代~1970年代)
② 第2世代:固体レーザー普及(1980年代~1990年代)
③ 第3世代:半導体レーザーの急速進化(2000年代)
④ 第4世代:統合ソリューション化(2010年代以降)
① 出力パワー
② ビーム品質
③ 効率
④ 波長精度
⑤ 寿命
① 光通信
② 産業加工
③ 計測・センシング
④ 医療・美容応用
⑤ 科学研究
⑥ ディスプレイ・照明
① 連続波とパルスレーザーの比較
② LED照明との比較
① 市場規模
② 応用分野別動向
③ 地域別需要
① グローバル主要企業
② 日本企業
③ 中国企業
① 高出力化
② 効率向上
③ 波長拡張
④ 小型化
⑤ コスト削減
① 高出力化・高効率化
② 新型媒質開発
③ 波長多様化
④ 集積フォトニクス
⑤ AI制御技術の統合
① エネルギー効率
② 有害物質対応
- 226.12 結論
- 226.13 光ファイバーレーザーの基本原理
① ファイバー利得媒質の構造
② 発振メカニズム
③ スケーラビリティ
① 単一モードファイバーレーザー
② マルチコアファイバーレーザー
③ Yb(イッテルビウム)ドープファイバー
④ Er/Yb共ドープファイバー
⑤ Q-switch機能
① 第1世代:低出力時代(1990年代)
② 第2世代:高出力化時代(2000年代)
③ 第3世代:超高出力時代(2010年代以降)
① 金属加工・溶接
② 非金属加工
③ 医療・美容応用
④ 3次元プリンティング
⑤ 光通信
① 出力パワー
② ビーム品質
③ 効率
④ 信頼性
⑤ 波長特性
① YAGレーザーとの比較
② CO2レーザーとの比較
③ 半導体レーザーとの比較
① 市場規模の急速拡大
② 地域別市場
③ 応用分野の拡大
① IPG Photonics
② Coherent
③ Trumpf
④ アジア企業
① 高出力化への課題
② 波長拡張
③ コスト削減
① 超高出力化
② 新規アプリケーション
③ 波長多様化
④ スマート化
① エネルギー効率
② 有害物質対応
【 光通信標準・プロトコル 】
227 フォトニクスにおける100Gbps光通信標準
- 227.1 100Gbps標準の位置づけ
- 227.2 100GbE物理層の基本構造
- 227.3 光インタフェース方式の分類
- 227.4 SR10・SR4短距離標準
- 227.5 LR4長距離標準
- 227.6 ER4・ZR拡張距離標準
- 227.7 MSA規格(CWDM4・PSM4・Lambda)
- 227.8 モジュールフォームファクタと実装
- 227.9 電気インタフェースとリタイマ
- 227.10 変調方式と伝送距離
- 227.11 100Gbps OTN(OTU4)標準
- 227.12 コヒーレントトランシーバと100G
- 227.13 100Gbps標準の進化と互換性
- 227.14 データセンタとメトロでの適用
- 227.15 将来世代への橋渡し
228 フォトニクスにおける200Gbps光通信標準
- 228.1 200Gbps標準の概要と位置づけ
- 228.2 IEEE 802.3bsにおけるアーキテクチャ
- 228.3 200GbEのレーン構成と変調
- 228.4 代表的PMD:200GBASE-DR4/FR4/LR4
- 228.5 データセンタ向け200GBASE-DR4
- 228.6 中距離用200GBASE-FR4
- 228.7 長距離用200GBASE-LR4
- 228.8 フォームファクタと実装技術
- 228.9 PCS・FECと信号品質
- 228.10 コヒーレント200GとOTNコンテキスト
- 228.11 200Gbpsと400Gbps標準との関係
- 228.12 適用分野と設計上のトレードオフ
- 228.13 フォトニクス技術進展との連関
229 フォトニクスにおける400Gbps光通信標準
- 229.1 400Gbps標準の概要と位置づけ
- 229.2 400GbE物理層アーキテクチャ
- 229.3 代表的光PMDの分類
- 229.4 マルチモード向け400GBASE-SR16/SR8
- 229.5 シングルモード短距離:400GBASE-DR4
- 229.6 シングルモード中距離:400GBASE-FR8/FR4
- 229.7 シングルモード長距離:400GBASE-LR8およびLR系
- 229.8 400Gトランシーバのフォームファクタ
- 229.9 コヒーレント400G:400ZRとOpenZR+
- 229.10 OpenROADM・OpenZR+と長距離400G
- 229.11 400GbEとフォトニクス要素技術
- 229.12 400Gから800G/1.6Tへの発展
230 フォトニクスにおける800Gbps光通信標準
- 230.1 800Gbps標準の概要と位置づけ
- 230.2 IEEE 802.3dfにおけるアーキテクチャ
- 230.3 レーン速度と変調方式
- 230.4 PCS・FECの設計指針
- 230.5 光PMDラインアップの全体像
- 230.6 800GBASE-DR8とDR8+
- 230.7 800G-DR4/FR4/LR4系の構想
- 230.8 フォームファクタと実装面
- 230.9 800Gコヒーレント規格:800ZR/ZR+
- 230.10 800G ZR/ZR+の技術的特徴
- 230.11 800GbEと既存400GbEインフラの連携
- 230.12 フォトニクス要素技術との関係
231 DP-QPSK変調方式の基礎と標準動向
- 231.1 DP-QPSKの基本概念
- 231.2 信号次元とスペクトル効率
- 231.3 トランスミッタ構成
- 231.4 コヒーレント受信とDSP処理
- 231.5 100G長距離伝送への適用
- 231.6 DP-QPSKとPDM-QPSKの用語関係
- 231.7 標準化とモジュール実装
- 231.8 将来拡張とDP-QPSKの位置づけ
232 DWDM(密集波長分割多重化)の基礎と標準動向
- 232.1 DWDMの基本概念
- 232.2 ITU-T G.694.1によるDWDM周波数グリッド
- 232.3 DWDMシステムの基本構成
- 232.4 EDFAと長距離伝送
- 232.5 ROADM統合DWDMネットワーク
- 232.6 DWDMとOTN・高速イーサネット
- 232.7 フレキシブルグリッドとスーパーチャネル
- 232.8 DWDMの適用分野と今後
233 PDM-QPSK変調方式の基礎と標準動向
- 233.1 PDM-QPSKの基本概念
- 233.2 信号次元とスペクトル効率
- 233.3 トランスミッタ構成
- 233.4 レシーバ構成とデジタルコヒーレント処理
- 233.5 100G長距離伝送とPDM-QPSK
- 233.6 PDM-QPSKと高次変調の比較
- 233.7 偏波分離とデジタル処理アルゴリズム
- 233.8 標準化とネットワーク適用
234 WDM(波長分割多重化)の基礎と標準動向
- 234.1 WDMの基本概念
- 234.2 CWDM・DWDM・その他の分類
- 234.3 ITU-T G.694.1によるDWDMグリッド
- 234.4 WDMシステムの基本構成要素
- 234.5 ROADMとフレキシブルWDMネットワーク
- 234.6 OpenROADMやMSAによる標準化
- 234.7 WDMとイーサネット・OTN標準の関係
- 234.8 将来のWDM技術とフォトニクス
235 フォトニクスにおけるイーサネット標準
- 235.1 IEEE 802.3と光物理層の枠組み
- 235.2 低速から10G/40G世代まで
- 235.3 100GbE〜400GbE光標準
- 235.4 200GbEと800GbE・1.6Tへの拡張
- 235.5 光物理層とフォトニクス技術
236 コヒーレント光通信の基礎と標準動向
- 236.1 コヒーレント光通信の原理
- 236.2 デジタルコヒーレント受信機の構成
- 236.3 DP-QPSKと高次変調
- 236.4 DP-16QAMと400ZRの位置づけ
- 236.5 光ファイバ劣化とDSP補償
- 236.6 CD・PMD補償アルゴリズム
- 236.7 コヒーレント用変調・復調の実装
- 236.8 コヒーレント光通信と標準化
- 236.9 プラガブルコヒーレントモジュールの発展
- 236.10 コヒーレント光通信の今後
【 検出・計測デバイス 】
237 X線検出器の原理と主要デバイス
- 237.1 ガス・シンチレーション・半導体系の分類
- 237.2 シンチレーションX線検出器
- 237.3 半導体X線検出器(Si・Ge・CdTe/CZT)
- 237.4 ピクセル化フォトンカウンティング検出器
- 237.5 X線検出器の応用領域
238 ガンマ線検出器の原理と主要方式
- 238.1 ガンマ線検出器の役割と分類
- 238.2 シンチレーション型ガンマ線検出器
- 238.3 半導体ガンマ線検出器(HPGe・CdTe/CZT)
- 238.4 核医学イメージングにおける応用
- 238.5 ガンマ線検出器の高度化と展望
239 グラフェン検出器の原理とフォトニクス応用
- 239.1 グラフェン検出器の基本特性
- 239.2 光電変換メカニズム
- 239.3 広帯域・超高速性能
- 239.4 高感度化のためのハイブリッド構造
- 239.5 シリコンフォトニクスとの集積と応用
240 シリコン光電ダイオードの原理と応用
- 240.1 基本構造と動作原理
- 240.2 分光感度と波長範囲
- 240.3 PIN構造と高速応答
- 240.4 特性パラメータと直線性
- 240.5 応用分野とフォトニクス計測
241 フォトダイオードの原理と光通信応用
- 241.1 フォトダイオードの基本動作
- 241.2 主要パラメータ(感度・速度・雑音)
- 241.3 PINフォトダイオード
- 241.4 APD(アバランシェフォトダイオード)
- 241.5 光通信受信器における役割
242 赤外検出器の種類と動作原理
- 242.1 熱型検出器と光子型検出器
- 242.2 熱型赤外検出器の特徴
- 242.3 光子型赤外検出器と材料系
- 242.4 近赤外(NIR/SWIR)検出器
- 242.5 中赤外・長波長赤外検出器
- 242.6 赤外イメージングと応用分野
243 雪崩光電ダイオード(APD)の原理と光通信応用
- 243.1 APDの基本動作と特徴
- 243.2 雪崩増倍機構とゲイン
- 243.3 PINフォトダイオードとの比較
- 243.4 材料と波長特性
- 243.5 雑音と感度設計
- 243.6 光通信・計測での応用
244 超伝導ナノワイア検出器の原理と性能
- 244.1 基本構造と検出メカニズム
- 244.2 検出効率とタイミングジッタ
- 244.3 動作温度とクライオシステム
- 244.4 ダークカウントと最大計数率
- 244.5 応用分野とフォトニクスへのインパクト
245 量子ドット検出器の原理と光検出特性
- 245.1 量子ドット検出器の基本概念
- 245.2 QDIP(量子ドット赤外線検出器)の動作原理
- 245.3 QWIPとの比較と利点
- 245.4 スペクトル可変性と材料プラットフォーム
- 245.5 単一光子検出・量子デバイスとしての応用
- 245.6 フォトニクス計測への展望
【 イメージングシステム 】
246 3Dイメージャーの方式とフォトニクス応用
- 246.1 3Dイメージャーの基本概念
- 246.2 ToF方式3Dイメージャー
- 246.3 ステレオ・アクティブステレオ方式
- 246.4 構造化光方式3Dイメージャー
- 246.5 3Dイメージャーの応用と方式選択
247 CCDカメラの構造とイメージング特性
- 247.1 CCDイメージセンサの基本原理
- 247.2 フレーム構造と転送方式
- 247.3 科学用CCDカメラの特性(感度・ダイナミックレンジ)
- 247.4 CCDとCMOSイメージセンサの比較
- 247.5 フォトニクス・科学計測での応用
248 CMOSイメージセンサーの原理と特徴
- 248.1 アクティブピクセル構造と読み出し方式
- 248.2 並列読み出しと高速・低消費電力動作
- 248.3 sCMOSによる科学計測性能の向上
- 248.4 ローリングシャッターとグローバルシャッター
- 248.5 フォトニクスイメージングへの応用
249 スペクトル分析カメラの原理と方式
- 249.1 スペクトル分析カメラの基本概念
- 249.2 分光光学系と主要アーキテクチャ
- 249.3 プッシュブルーム方式とスナップショット方式
- 249.4 スペクトル分析カメラの応用分野
- 249.5 フォトニクス計測としての展望
250 高速カメラの原理と性能指標
- 250.1 高速カメラの定義とイメージセンサ
- 250.2 フレームレートと解像度のトレードオフ
- 250.3 露光時間・感度と照明条件
- 250.4 応用分野と代表的利用シナリオ
- 250.5 超高速度撮像技術の動向
251 時間分解カメラの原理と超高速イメージング
- 251.1 時間分解カメラの概念
- 251.2 ストリークカメラの構造と動作
- 251.3 単一光子計数イメージャと超高速カメラ
- 251.4 圧縮ウルトラファストフォトグラフィ(CUP)とその発展
- 251.5 フォトニクス計測への応用
252 赤外サーマルカメラの原理と構成
- 252.1 サーマルカメラの基本動作
- 252.2 マイクロボロメータ型FPAの構造と動作
- 252.3 冷却型フォトン検出カメラとの違い
- 252.4 熱画像計測と代表的応用
253 背面照射型センサーの構造と特性
- 253.1 背面照射型の基本構造と原理
- 253.2 量子効率と感度向上メカニズム
- 253.3 BSI CMOSと科学用イメージング
- 253.4 画質・ノイズ・クロストークの改善
- 253.5 フォトニクスイメージングシステムへの応用
【 光学部品・素子 】
254 フォトニクス光学系におけるビームシャッターの役割と実装
① メカニカルシャッターと機械的遮断方式
② エアシリンダ駆動シャッター
③ ピエゾ駆動式シャッター
- 254.2 電気光学的シャッター方式と非機械的遮断
① 音響光学変調器(AOM)によるビーム制御
② 液晶空間光変調器(SLM)による動的ビーム制御
① シャッター羽根と遮光材料
② 消光比と光漏洩の制御
③ 動作速度と応答特性
① ビームシャッターの安全機能
② インターロック制御と連動システム
① レーザー加工・レーザーマーキング装置
② 分光・分析装置
③ 医療診断・治療装置
④ 高エネルギー物理実験施設
⑤ 光通信システムと信号処理
① 製造プロセスと品質管理
② 定期保守と寿命管理
255 フォトニクス光学系におけるビームスプリッターの基本と実装
① キューブ型ビームスプリッター
② プレート型ビームスプリッター
① 金属膜コーティング
② 誘電体多層膜コーティング
- 255.3 偏光特性によるビームスプリッターの分類
① 偏光ビームスプリッター
② 非偏光(無偏光)ビームスプリッター
③ ダイクロイックビームスプリッター
- 255.4 ビームスプリッターの光学性能パラメータ
① 反射率・透過率と光学濃度
② 消光比と偏光特性
③ 波長依存性と温度特性
④ 入射角依存性とビーム特性
① ゴースト像と多重反射
② 反射防止膜と信号品質
- 255.6 ビームコンバイナーと複数波長合波システム
① マルチ波長統合システム
② 励起光分離と蛍光検出効率
- 255.7 ビームスプリッターの成膜技術と高性能化
① 真空蒸着と膜厚制御
② イオンビーム蒸着とスパッタリング
③ オプティカルコンタクトと接合技術
① 干渉計と計測システム
② 蛍光顕微鏡と生命科学応用
③ レーザー計測と産業応用
256 フォトニクス光学系における光学フィルターの高度な設計と応用
① 薄膜界面での干渉機構
② バンドパスフィルターの膜構成と特性
- 256.2 波長分割多重(WDM)通信システムにおける光フィルター
① CWDM と DWDM の波長管理
② C & L-band対応フィルターの高度な膜設計
- 256.3 高精度分光・計測用フィルターの要件と実装
① ラマン分光用ノッチフィルター
② 蛍光顕微鏡用バンドパスフィルター
- 256.4 単一モード光ファイバと空間モードフィルター特性
① ファイバのモード選別と低域通過フィルター
② 数モード光ファイバのモード分別特性
- 256.5 光ファイバーアンプにおけるフィルター機能
① EDFA内部のフィルター配置と機能
② C & L-band増幅用の広帯域フィルター
① 波長依存損失(WDL)と偏波依存損失(PDL)
② 温度安定性と長期信頼性
257 フォトニクス光学部品・素子におけるフィルターの全体像
① 多層膜の構成と光学特性制御
① IRカットフィルターの応用
① バンドパスフィルター
② ロングパスフィルター(LPF)と長波長透過設計
③ ショートパスフィルター(SPF)と短波長透過設計
④ ノッチフィルターと狭帯域遮断
① 直線偏光フィルターの原理
② 円偏光フィルターの構成と特性
① NDフィルターの型式と選定
① 透過率・阻止率と光学濃度
② 入射角依存性と使用条件
③ ゴースト・ハレーション対策
① ソフトコーティングとハードコーティング
② 蒸着方式とスパッタリング方式
① ライフサイエンスと医療診断への応用
② 産業用カメラとマシンビジョン
③ 分光分析と光計測
258 フォトニクスにおけるプリズム
- 258.1 プリズムの基礎概念
- 258.2 光学材料と分散特性
- 258.3 幾何学形状と角度精度
- 258.4 屈折・反射・分散の物理
- 258.5 主なプリズムの種類
- 258.6 分散プリズムとスペクトル制御
- 258.7 直角プリズムとビームステアリング
- 258.8 ペンタプリズムと高精度偏向
- 258.9 ドーブプリズムと像回転
- 258.10 ビームスプリッタプリズムと干渉計
- 258.11 偏光制御とコーティング技術
- 258.12 フォトニクス応用分野
- 258.13 設計・実装上の留意点
259 フォトニクスにおけるミラー
- 259.1 ミラーの役割と基本概念
- 259.2 幾何学形状による分類
- 259.3 反射膜による分類と原理
- 259.4 金属ミラーの特徴
- 259.5 誘電体ミラーの構造と設計
- 259.6 誘電体ミラーの製造プロセスと材料
- 259.7 光学特性と仕様パラメータ
- 259.8 ビームステアリングとスキャニングミラー
- 259.9 アダプティブ光学と変形ミラー
- 259.10 超短パルスレーザー用ミラーと分散制御
- 259.11 フォトニクス応用分野別のミラー設計
① レーザー共振器・ビーム伝送
② 計測・イメージングシステム
③ 通信・情報処理・自由空間光通信
260 フォトニクスにおけるレンズ
- 260.1 レンズの基本概念と役割
- 260.2 レンズの幾何形状と分類
- 260.3 レンズ材料と屈折率分散
- 260.4 結像光学とフォトニクス装置への関与
- 260.5 光学収差の種類と発生要因
- 260.6 収差補正技術と設計指針
- 260.7 実用レンズアセンブリと撮像系
- 260.8 レンズ表面コーティングと反射制御
- 260.9 近代的レンズ技術:非球面・GRIN・メタレンズ
- 260.10 メタレンズとフォトニクス応用
- 260.11 フォトニクスシステム設計におけるレンズ選定のポイント
261 フォトニクスにおける回折格子
- 261.1 回折格子の基礎概念
- 261.2 回折格子方程式と回折次数
- 261.3 反射型と透過型回折格子
- 261.4 溝形成法による分類:ルールドとホログラフィック
- 261.5 ブレーズド格子と効率特性
- 261.6 格子ピッチと角分散・分解能
- 261.7 回折格子材料とコーティング
- 261.8 空間周波数と回折条件の制約
- 261.9 フォトニクスにおける主な応用分野
- 261.10 分光器における回折格子設計
- 261.11 光通信とWDMへの応用
- 261.12 超短パルスレーザの分散制御
- 261.13 空間フィルタリングとビーム制御
- 261.14 回折格子とプリズムの比較
- 261.15 回折格子の選定指針
- 261.16 フォトニクス設計者の視点からのまとめ
262 フォトニクス光学系における干渉計の原理と応用
① コヒーレンス長と空間コヒーレンス
② 縞の視認性と信号検出
① マイケルソン干渉計の基本構成
② フーリエ変換赤外分光器(FTIR)への応用
① 複数経路設計と測定原理
② 縞シフト法と自動計測
① LIGO干渉計の構造と原理
② 干渉計感度の向上と課題
① フィゾー干渉計による表面検査
② 膜厚測定と膜質評価
① 環境振動と防振
② 温度安定性と熱ドリフト
263 フォトニクス光学系における光ファイバーカプラーの役割と機能
① 融着延伸型カプラーの原理
② 平面光波回路型カプラー
① 分岐比の定義と3dBカプラー
② 挿入損失と過剰損失
① WDMカプラーの波長依存性
② 980nm/1550nm WDMカプラーの応用
- 263.4 光ファイバーカプラーの光学性能パラメータ
① 偏波依存性損失(PDL)と温度特性
② 波長依存損失(WDL)と広帯域化
① EDFAシステムへのWDMカプラー統合
② 信号光とポンプ光の結合効率
① 波長分割多重(WDM)通信システム
② 光ファイバーセンシング
① 融着延伸プロセスの制御
② 高性能化への取り組み
① 多波長対応カプラーの開発
② 低損失・低PDL化のための材料技術
264 波長板の基礎とフォトニクス応用
- 264.1 波長板とは何か
- 264.2 複屈折と位相遅れの原理
- 264.3 位相遅れと設計パラメータ
- 264.4 1/4波長板と1/2波長板の基本動作
- 264.5 高次波長板・零次波長板
- 264.6 複数枚構成とアキシコン的利用
- 264.7 入射条件と偏光変換
- 264.8 波長帯域と分散特性
- 264.9 使用材料と結晶光学
- 264.10 メタサーフェス・回折型波長板
- 264.11 集積フォトニクスにおけるオンチップ波長板
- 264.12 波長板の製造技術
- 264.13 波長板の実装とアライメント
- 264.14 偏光計測・偏光制御における役割
- 264.15 レーザシステムでの応用
- 264.16 光通信・偏波多重システム
- 264.17 量子フォトニクスにおける波長板
- 264.18 バイオフォトニクス・医療画像への応用
- 264.19 高出力・超短パルスレーザ向け波長板
- 264.20 2次元材料・ナノ波長板の新展開
- 264.21 波長板の選定指針
- 264.22 フォトニクスシステム設計における位置づけ
265 フォトニクスにおける偏光子
- 265.1 偏光と偏光子の基本概念
- 265.2 偏光状態の分類と表現
- 265.3 偏光子の主要な物理原理
- 265.4 主な偏光子の種類と特徴
- 265.5 線偏光子の性能指標
- 265.6 マリュスの法則と偏光子の組み合わせ
- 265.7 円偏光子と波長板
- 265.8 フォトニクスにおける代表的応用分野
- 265.9 偏光イメージングと機械学習応用
- 265.10 ディスプレイ技術における偏光子
- 265.11 レーザ光学と高出力応用
- 265.12 シリコンフォトニクスとオンチップ偏光制御
- 265.13 メタサーフェス・偏光子と新機能
- 265.14 偏光子選定の実務的指針
- 265.15 フォトニクス設計者の視点からの位置づけ
【 セッティング・システム 】
266 フォトニクスセッティングシステムにおける位相差測定の原理と応用
- 266.1 位相差の物理的意味と光学的効果
- 266.2 位相差顕微鏡(Phase Contrast Microscopy)
① Zernikeの位相板と位相シフト機構
② 暗視野顕微鏡との比較
- 266.3 微分干渉顕微鏡(Differential Interference Contrast, DIC)
① ウォラストンプリズムと位相シア
- 266.4 微分位相コントラスト法(DPC STEM)
① 電子ビームのシフトと電場検出
② 原子分解能電場マッピング
- 266.5 光学コヒーレンストモグラフィ(OCT)における位相計測
① マイケルソン干渉計ベースの構成
② 医療診断への応用
① 環境振動とノイズ
② 信号処理とアルゴリズムの最適化
267 フォトニクスセッティングシステムにおける干渉計測定システムの構成と機能
① マイケルソン干渉計の構成と光路設計
② 干渉信号と位相補間法
① 6軸同時計測干渉計システム
② 環境補正と温度管理
① 周波数変調干渉計の原理
② 位相変調干渉計の設計
- 267.4 ナノ3D光干渉計測システムの表面形状評価
① 2次元走査と3次元形状再構成
② 表面粗さとパワースペクトラム解析
- 267.5 光学コヒーレンストモグラフィ(OCT)による深部計測
① 低コヒーレンス光による深さ分解能
② 医療診断への応用展開
① 振動隔離と防振技術
② 位相のロック制御と自動追跡
268 フォトニクスセッティングシステムにおける屈折率計の役割と機能
- 268.1 屈折率の物理的意味とSnellの法則
- 268.2 最小偏角法による高精度測定
① プリズムを用いた測定原理
② 色分散測定と光学材料評価
① 全反射現象と臨界角の定義
② アッベ屈折計の実用特性
① 測定手順と精度特性
- 268.5 分光エリプソメトリーによる複屈折と膜厚の評価
① 複屈折率の直接測定
② 膜厚と屈折率の同時最適化
① 光学ガラスの仕様検証
② 応力による屈折率変化の監視
269 フォトニクスセッティングシステムにおける蛍光計の原理と応用
- 269.1 蛍光現象の物理的基礎とストークスシフト
① 電子遷移とストークスシフト
② 蛍光スペクトルと分子構造の関係
① 励起光源と波長選別性能
② 検出器の感度と動的範囲
① 相対量子収率と絶対量子収率
② 量子収率の計算と材料評価
① 時間相関単一光子計数法(TCSPC)
② 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による分子距離測定
① 多色蛍光同時検出
② 蛍光消光と動的計測
270 フォトニクスセッティングシステムにおける散乱強度計の役割と機能
① ブラウン運動とストークス・アインシュタイン式
② 散乱光の強度ゆらぎ
① レーザー光源と波長選択
② 検出角度と後方散乱検出
① 自己相関関数の計算と意味
② キュムラント解析と粒度分布
① z-平均直径と体積分布
② ナノ粒子の多分散系評価
① 電気泳動光散乱法(ELS)の原理
② 粒子分散系の安定性評価
① タンパク質の寡量体状態検出
② 高分子ポリマーの関連性と構造
271 フォトニクスセッティングシステムにおける楕円計の役割と応用
- 271.1 楕円計測の物理基礎とStokesパラメータ
① Stokesパラメータの定義と意味
② 楕円率角と方位角の計算
① 回転検光子法と測定手順
② 位相移相計法(PSA方式)
① Fresnel反射係数と楕円パラメータの関係
② 不均質膜と傾斜膜の評価
① 粗さパラメータと偏光解消
② 膜の結晶性と配向
① 表面結合の定量的検出
② マルチセンサアレイと並列計測
① 偏光器の消光比と校正
② 温度安定性と恒温制御
③ データ処理と逆算計算の最適化
272 フォトニクスセッティングシステムにおける分光光度計の役割と機能
- 272.1 分光光度計の基本原理とBeer-Lambert法則
① Beer-Lambert法則と定量計算
② 分光光度計による定性分析
① シングルビーム方式とダブルビーム方式
② 単色化方式と波長精度
③ 検出器と感度
① 紫外吸収法(280nm法)
② Bradford法(クーマシー色素法)
③ Lowry法(フェノール試薬法)
④ ビシンコニン酸法(BCA法)
① 透過率と反射率測定
② 膜厚測定と膜品質評価
① 波長精度と波長再現性
② 測定範囲と信号対雑音比
273 フォトニクスセッティングシステムにおける偏光計の役割と機能
- 273.1 偏光の基本概念とStokes パラメータ
① 偏光状態の分類と表現法
② 偏光消光比(PER)と偏光純度
① 回転分析子法
② 波長板を用いた位相変調
③ マラー行列による包括的特性評価
① リタデーション測定と精度指標
② 進相軸角度と複屈折パターンの可視化
① 偏光子と波長板の消光比測定
② 光学コーティングの偏光特性評価
① 露光光の偏光状態制御と計測
【 環境・持続可能性関連 】
274 CO2排出削減とフォトニクス
- 274.1 フォトニクスによるCO2削減の全体像
- 274.2 LED照明によるCO2排出削減
① 世界の照明部門における排出構造
② 具体的な削減効果
③ 今後の削減余地
① PVシステムの炭素削減ポテンシャル
② 屋根置きPVによる気候変動緩和効果
③ 技術別比較
- 274.4 光通信とデータセンターにおけるCO2削減
① データセンターのエネルギー課題
② シリコンフォトニクスによる削減効果
③ グリーン光トランシーバの役割
- 274.5 レーザ加工とアディティブマニュファクチャリング
① 軽量化部品によるライフサイクルCO2削減
② レーザ切断の環境優位性
- 274.6 温室効果ガスセンシングと排出モニタリング
① フォトニクスセンサの役割
② 衛星リモートセンシングによるCO2モニタリング
③ 光学センサによる産業排出管理
- 274.7 フォトニクスとカーボンニュートラルへの道筋
① 複合的削減効果
② 今後の技術発展と削減拡大の展望
275 フォトニクス技術に基づくエネルギー効率化と環境持続可能性
- 275.1 LED光源による照明エネルギーの革新的削減
① LED照明の発光効率と消費電力削減
② 照明用途でのCO2削減効果
- 275.2 光電融合デバイスによるデータセンターの電力消費削減
① 従来型電子回路と光電融合デバイスの比較
② エネルギー削減効果の定量化
- 275.3 波長選択型有機太陽電池による農業と発電の両立
① 緑色光波長選択型太陽電池の原理と設計
② 農業エネルギーの地産地消と持続可能性
① 固体フォトンアップコンバージョン材料の開発
② CO2再資源化と樹脂製造への応用
- 275.5 ナノフォトニクスによる光変換効率の極限化
① 量子ドットと光集約化
② マイクロ構造による光トラップと吸収最適化
① 廃熱削減とエコシステムへの影響軽減
② 有害物質の削減と製造プロセスの環境適合性
276 グリーンフォトニクス:光で拓く持続可能な未来
① 定義と基本理念
① 1. エネルギー生成(光をつくる・集める)
② 2. 省エネルギー(光で減らす)
③ 3. 環境センシング(光で診る)
④ 4. グリーン製造(光で作る)
⑤ 5. 通信とICTのグリーン化(光でつなぐ)
① 経済的・社会的インパクト
② グリーン調達とサプライチェーン
① ライフサイクル全体での「真のグリーン」へ
② 気候変動適応への貢献
277 リサイクル技術とフォトニクス
- 277.1 資源循環の「目」と「手」となる光技術
- 277.2 レーザ誘起ブレークダウン分光法(LIBS)による高速選別
① アルミニウム合金の精密選別
② 銅スクラップの高度リサイクル
- 277.3 レーザによる電子機器の自動解体と有用金属回収
① 都市鉱山開発の自動化(ADIRプロジェクト)
② レーザアブレーションによる金の選択的回収
① プリンテッド・エレクトロニクスの分離
② 黒色プラスチックの選別
278 環境センシングとフォトニクス
- 278.1 「見えない環境」を可視化する技術
- 278.2 大気環境の精密診断
① LiDARによる立体的監視
② 分光計測によるガス成分分析
① ラマン分光と蛍光測定
- 278.4 分布型光ファイバセンシング(DFOS)
① インフラと自然環境の同時監視
① 地上・航空LiDARの融合
279 環境負荷低減とフォトニクス
① レーザ除草による農薬ゼロへの挑戦
② 精密農業(スマート農業)による資源効率化
① 次世代水質モニタリングシステム
② 光ファイバセンシングによる広域監視
- 279.3 環境負荷低減への総合的アプローチ
- 279.4 まとめ
280 フォトニクス技術に基づく消費電力削減と最適化戦略
- 280.1 LED照明の消費電力削減メカニズムと効率化効果
① 発光効率と消費電力の直接関係
② 総合電力削減効果の定量化
③ 長期運用コストと環境コストの削減
- 280.2 データセンターの光通信による消費電力の革新的削減
① 光通信と電子通信の消費電力比較
② オプティカルネットワークの展開効果
- 280.3 照明制御とスマートエネルギーマネジメントの統合
① 調光・調色制御による省エネ最大化
② 無線スイッチと IoTセンサーの連携
- 280.4 産業用フォトニクス機器での消費電力削減
① 半導体レーザーの効率改善
② レーザー加工での消費電力最適化
① 規制基準と企業評価の連動
② ESG 評価と金融市場への影響
281 省エネLED照明とフォトニクスの環境・持続可能性
- 281.1 フォトニクスと省エネLED照明の位置づけ
- 281.2 エネルギー効率と気候変動対策としてのインパクト
① 世界レベルでのエネルギー削減ポテンシャル
② 用途別に見た省エネ効果
- 281.3 ライフサイクルアセスメントから見た環境負荷
① LCAの枠組み
② 使用段階が環境負荷の大部分を占める
③ 製造・廃棄段階の負荷と改善余地
① LED照明に使われるレアアース・戦略金属
② 採掘・精製に伴う環境影響
- 281.5 リサイクルとサーキュラーエコノミーの視点
① 現状のリサイクル課題
② Circular LED Economyの考え方
- 281.6 比較観点から見た省エネLED照明
- 281.7 政策・規制と市場変革
① 白熱灯フェーズアウトと効率規制
② 都市・建築スケールでの導入戦略
- 281.8 スマート照明とフォトニクスセンシングによる追加の省エネ
- 281.9 健康・快適性と環境性能の両立
- 281.10 フォトニクス視点から見た今後の技術進化の方向性
- 281.11 まとめ
282 汚染監視とフォトニクス
- 282.1 フォトニクスによる汚染監視の位置付け
- 282.2 大気汚染のモニタリング
① 光学式ガスセンサ
② 光散乱式エアロゾルモニタ
③ 大気リモートセンシングと衛星観測
① 光ファイバセンサによる水質監視
② ラマン分光と蛍光スペクトル
- 282.4 土壌・地下環境およびインフラ汚染の監視
① 分布型光ファイバセンシングによる漏洩検知
② 土壌汚染の光学的手法
① スタックモニタリングとプロセス制御
② スマートシティにおける汚染マッピング
- 282.6 データ統合と持続可能性へのインパクト
- 282.7 まとめ
【 波長帯・周波数帯 】
283 可視光(400-700nm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
- 283.1 可視光フォトニクスの物理的特性と材料基盤
① 材料プラットフォームの転換
① MicroLEDとディスプレイ技術の革新
② 可視光レーザーの多様化
① 光無線通信(LiFi / VLC)
② バイオフォトニクスと医療
③ 量子技術とセンシング
284 355nm(紫外線レーザー):高周波数変換フォトニクスの実践領域
① フォトンエネルギーと材料相互作用
② 波長選択の技術的根拠
- 284.2 波長変換技術:1064nm→355nm(3倍周波数変換)
① 第2高調波生成(SHG)と第3高調波生成(THG)の段階的変換
② 非線形結晶の選択と性能
③ 外部共振器型変換の高効率化
① DPSS紫外レーザー(LD励起Nd:YAG)
② キャビティ内周波数変換型レーザー
① 半導体・電子機器製造
② フレキシブル基材の加工
③ ガラス・セラミックス加工
④ 医療・生物研究への応用
285 1310nm帯(O-band):光ファイバ通信の基盤波長
① ゼロ分散条件
② 低損失領域への位置付け
- 285.2 ITU-T O-band波長割り当て
- 285.3 フォトニクス光源・検出器技術
① 1310nm DFBレーザーダイオード
② 1310nm InGaAs 受光器
① メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)
② キャンパス・エンタープライズネットワーク
③ データセンターインターコネクト(DCI)
④ 5G・6G バックホール
⑤ シリコンフォトニクス統合回路
⑥ CWDM 多重化システム
286 1550nm帯(C-band):グローバル光通信インフラの最重要波長
① 光ファイバにおける最小損失領域
② エルビウムイオンの固有発光特性
- 286.2 エルビウムドープファイバアンプ(EDFA):光通信革命の鍵
① EDFA の動作原理
② EDFAの システム上の意義
- 286.3 C-bandおよびL-band波長割り当て
- 286.4 フォトニクス光源・検出器技術
① 1550nm DFBレーザーダイオード
② 1550nm Ge受光器およびシリコンフォトニクス検出器
① 超長距離海底ケーブル通信
② コヒーレント光通信:100G/400G/800G
③ データセンターインターコネクト(DCI)
④ 量子通信:量子鍵配送(QKD)と量子エンタングルメント配布
⑤ シリコンフォトニクス統合回路
⑥ 5G・6G バックホール・フロントホール
287 近赤外(700-2500nm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
① 光ファイバの損失特性
② 材料プラットフォーム
① 半導体レーザーダイオード(LD)
② エルビウム添加光ファイバアンプ(EDFA)と希土類ファイバレーザー
① 光ファイバ通信インフラ
② LiDAR(Light Detection and Ranging)
③ 医療・バイオフォトニクス
④ 物質分析・センシング
⑤ 材料加工・製造
288 赤外線(2.5-25μm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
- 288.1 赤外線領域の物理的特性と分子分光の基礎
① 分子振動と赤外吸収
② 大気の「光学的窓」
① 量子カスケードレーザー(QCL)
② 量子カスケードレーザー周波数コム(QCL Frequency Comb)
③ 赤外フォトニクス集積回路(Mid-IR PICs)
④ チャルコゲナイドガラス(Chalcogenide Glass)とファイバ
① 分光分析と物質検出
② 熱画像・監視カメラ
③ 医療診断・セッシング
④ 材料加工・非破壊検査
289 遠赤外線・テラヘルツ(25μm-1mm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
① 物質透過性と分子検出
② 「光学的窓」
① テラヘルツ量子カスケードレーザー(THz QCL)
② 非線形光学による THz 生成
③ グラフェンベース検出器
① セキュリティスクリーニング
② 医療診断
③ 物質・材料分析
④ 天文学・宇宙科学
⑤ 高速無線通信(6G応用)
290 テラヘルツ・フォトニクス:エレクトロニクスと光学の融合領域
- 290.1 テラヘルツ帯域の物理的特性と技術的課題
① 電磁スペクトルにおける位置付け
② 物質相互作用の特異性
① テラヘルツ量子カスケードレーザー(THz QCL)
② グラフェンおよび2D材料ベース検出器
③ THz周波数コム技術
- 290.3 テラヘルツ集積フォトニクス(On-Chip THz Systems)
① シリコンフォトニクス・プラットフォーム
② ニオブ酸リチウム(LiNbO₃)チップ
③ トポロジカル・フォトニクス
① 6G無線通信への活用
② 医療診断・品質管理
③ セキュリティ・監視
① 急速な市場拡大
② 技術ロードマップ
291 通信波長1.3μm(1310nm):光ファイバ通信の「黄金窓」
① ゼロ分散(Zero Dispersion)の実現
② 低損失窓
③ 国際標準化:ITU-T G.652勧告
① 1310nm DFBレーザーダイオード(LD)
② ハイブリッド III-V/シリコンレーザー
③ InGaAs受光器(Photodetector)
- 291.3 O-band(1260-1360nm)における波長割り当て
- 291.4 産業応用:メトロネットワークとデータセンター
① Metropolitan Area Network (MAN) の標準波長
② データセンター内・間接続
③ 超長距離伝送との共存
- 291.5 今後の展望:1310nm帯の継続的役割
292 通信波長1.5μm(1550nm):光ファイバ通信インフラの標準波長
① 光ファイバにおける最小損失窓
② エルビウム発光特性との一致
- 292.2 エルビウムドープファイバアンプ(EDFA):革命的な光増幅技術
① EDFA動作原理
② EDFA以前との比較
- 292.3 C-band と L-band の波長割り当て
- 292.4 フォトニクス光源・検出器技術
① 1550nm DFB レーザーダイオード
② 1550nm InGaAs 受光器
① DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)
② コヒーレント光通信:100G/400G/800G/1.6Tbps
① 超長距離海底ケーブル
② データセンター相互接続(DCI)
③ 量子通信
293 1064nm(Nd:YAG)レーザー:産業用フォトニクスの標準光源
① ネオジムイオンの光学遷移
② 赤外領域での位置付け
① クラシカルフラッシュランプ励起
② レーザーダイオード励起(DPSS)
- 293.3 イッテルビウムファイバレーザー:1064nmの次世代形態
① ファイバレーザーの利点
② 波長特性
① 第2高調波生成(SHG: Second Harmonic Generation)
② 高次高調波生成
① 材料加工:切断・溶接・穴あけ
② 医療・美容応用
③ 量子光学・計測
- 293.6 今後の展望:1064nm帯の継続的進化
294 532nm(緑色レーザー):波長変換フォトニクスの中核
① 人間の視覚における最高感度領域
② 蛍光励起波長の最適性
- 294.2 波長変換技術:1064nm→532nm
① 第2高調波生成(SHG)の原理
② 非線形光学結晶の選択
③ 実現される効率レベル
① DPSS(Diode-Pumped Solid-State)レーザー
② イッテルビウムファイバレーザーを用いた532nm光源
① 蛍光励起顕微鏡・バイオ研究
② 医療診断・組織解析
③ ディスプレイ・プロジェクション
④ レーザーショー・エンターテインメント
⑤ ラマン分光・標準光源
295 紫外線(UV):100-400nm の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
- 295.1 紫外線の波長区分と物理的特性
- 295.2 主要なUVフォトニクス光源技術
① UVレーザー技術
② UV-LED技術
① 半導体リソグラフィ(微細加工)
② 殺菌・医療・ライフサイエンス
③ 先端光集積回路(UV-PIC)
【 パフォーマンス指標 】
296 消費電力:フォトニクスシステムの最重要経営指標
① ビット当たり電力(pJ/bit, nJ/bit)
② システム総消費電力
- 296.2 モジュールレベルの消費電力進化
- 296.3 ビット当たり電力:シリコンフォトニクスの革新
① 最先端技術の性能
② 変調方式別の性能
① Co-Packaged Optics(CPO)
② All-Photonics Network(APN)
③ インテグラルシステム設計
① エネルギー効率の経営指標化
② グリーンネットワークへのシフト
- 296.6 今後の展望:サブピコジュール時代への道
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
③ 長期的視点
297 偏波依存性:フォトニクスシステムの信号品質を規定する光学特性
① 複屈折とPDL(偏波依存損失)
② 偏波モード分散(PMD:Polarization Mode Dispersion)
- 297.2 コンポーネント別のPDL値
- 297.3 PMD と信号品質の関係
① パルス拡がり(Pulse Broadening)
② コヒーレント光受信系でのPMD の影響
- 297.4 偏波感応型検出器(Polarization-Sensitive Photodetector)
① 偏波感応検出特性
① ポアンカレ球スキャン法
② ジョーンズ行列法
③ ストークスベクトル・ポーラリメトリ
① 適応デジタル等化器
② 全信号レベルPMD補償
① 偏波保持ファイバ(PM Fiber)
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
298 温度安定性:フォトニクスシステム信頼性を左右する根本指標
① レーザーダイオードの温度特性
② 検出器の暗電流増加
③ 光ファイバの損失変動
- 298.2 各種コンポーネントの温度係数
- 298.3 実装レベルでの温度管理
① ペルチェ素子による温度制御
② データセンターでの温度管理戦略
③ 冷却技術の多層化
① 波長シフトによるクロストーク増加
② 暗電流増加による受信感度低下
① ルックアップテーブル(LUT)による波長補正
② 適応等化による電気補償
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
299 信頼性(MTBF):フォトニクスシステムの長期運用を規定する指標
① 基本的な計算式
② MTTF との区別
- 299.2 光学コンポーネント別の MTBF 値
- 299.3 加速寿命試験(ALT)と信頼性予測
① Arrhenius モデルによる温度加速
② Weibull 分布による信頼度分析
③ バーンイン試験(Burn-in Testing)
- 299.4 実装レベルでの MTBF と現実のギャップ
① 光トランシーバモジュールの実寿命
② 主要な劣化メカニズム
① Digital Diagnostic Monitoring(DDM)による監視
② 段階的な劣化パターン
- 299.6 システム可用性と MTBF・MTTR の関係
① 可用性計算
- 299.7 今後の展望:MTBF の改善と新型素材
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
300 寿命(L10, L50):フォトニクスコンポーネントの段階的劣化を定量化する指標
① LX 寿命の基本定義
② L10、L50 の従来的意味との相違
- 300.2 LED 照明における LM-80 標準試験
① LM-80 試験プロトコル
② IES TM-21-11 による寿命外挿(Projection)
① 静的疲労と小傷による強度低下
- 300.4 LED ライティングコンポーネントの寿命テーブル
- 300.5 劣化メカニズムと環境ストレス
① LED の劣化メカニズム
② 光ファイバの時間依存劣化
① デレーティング(Derating)の活用
② 光出力の常時監視(Lumen Monitoring)
① 加速度係数(Acceleration Factor)
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
301 変調効率:フォトニクス通信の情報伝送密度を規定する指標
① スペクトル効率(Spectral Efficiency, SE)
② 光学スペクトル効率 vs 電気スペクトル効率
① 確率的シンボルシェーピング(Probabilistic Shaping, PS)
- 301.3 マッハツェンダ変調器(MZM)の高効率化
① 従来型 MZM の制限
② シリコンフォトニクス MZM の革新
① 相対強度雑音(RIN: Relative Intensity Noise)
② レーザー線幅とキャリア回復
① 光信号対雑音比(OSNR)の要求値上昇
② 伝送距離との トレードオフ
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
302 変換効率:フォトニクスシステムにおける光と電気のエネルギー変換
① 壁プラグ効率(Wall-plug Efficiency)
② 光学変換効率
③ 量子効率(Quantum Efficiency)
① レーザーダイオード(LD)の電気光学変換効率
② EDFA(エルビウムドープファイバアンプ)
③ 非線形光学による波長変換(SHG/THG)
④ 光検出器の量子効率
① マッハツェンダ変調器(MZM)
② グラフェン光変調器
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
③ 長期的視点
303 量子効率:フォトニクス検出器における光子・電子変換の根本指標
① 内部量子効率(Internal Quantum Efficiency, IQE)
② 外部量子効率(External Quantum Efficiency, EQE)
③ 検出効率(Photon Detection Efficiency, PDE)
- 303.2 波長依存性と最適波長
- 303.3 主要検出器技術の量子効率性能
① シリコンフォトダイオード(Si PD)
② アバランシェフォトダイオード(APD)
③ 単一光子検出器(SPAD)
④ シリコンフォトマルチプライヤー(SiPM)
⑤ グラフェンハイブリッド検出器
① 表面反射低減
② 吸収層最適化
③ 冷却と暗計数削減
① 高QE領域(>50%)の応用
② 中程度QE領域(20-50%)の応用
③ 低QE領域(<20%)の応用
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
304 暗電流:フォトニクス検出器のノイズ特性と感度限界
① 熱的キャリア生成(Thermal Generation)
② 表面漏洩電流(Surface Leakage Current)
③ 内部生成再結合(Generation-Recombination, G-R)
① シリコンフォトダイオード(Si PD)
② InGaAs フォトダイオード(InGaAs PD, 1550nm用)
③ アバランシェフォトダイオード(APD)
④ 単一光子検出器(SPAD)
- 304.3 暗電流とノイズ等価電力(NEP)の関係
① NEP の定義と計算
② 代表的な NEP 値
① ペルチェ冷却(Thermoelectric Cooling)
② ヒーター統合制御(Integrated Heater Control)
③ 液体窒素冷却(77K 運用)
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
305 ノイズ等価電力(NEP):フォトニクス検出器の感度を規定する最重要指標
① NEP の数学的定義
② 電気的 NEP vs 光学的 NEP
① ショット雑音(Shot Noise)
② 熱ノイズ(Thermal Noise, Johnson Noise)
③ 暗電流雑音(Dark Current Noise)
④ 1/f ノイズ(Flicker Noise)
- 305.3 代表的な検出器の NEP 値
- 305.4 検出感度と NEP の実装的関係
① 最小検出可能パワー(MDP)の計算
② SNR と 平均化時間の関係
- 305.5 波長依存性と応答度の最適化
- 305.6 比較検出率(Specific Detectivity, D*)
① D* の定義
② 代表的な D* 値
① 標準的な光通信の NEP 要求
② コヒーレント光受信機
- 305.8 今後の展望:NEP の限界と次世代技術
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
306 検出可能能力(D*):フォトニクス検出器の比較評価を規定する普遍指標
① 基本的な定義
② 応答度とノイズを用いた表現
① 可視・近赤外域(350-1700nm)
② 中赤外域(2-5μm, MWIR)
③ 長赤外域(8-14μm, LWIR)
④ 極赤外域(波長 > 15μm, LWIR深部・THz)
① 計算例1:シリコン PD(850nm)
② 計算例2:MCT MWIR 検出器(3.5μm, 冷却)
① サーマルイメージングシステムでの D* の役割
② 光通信受信機での D* の応用
① 面積依存性の排除
② 帯域幅依存性の排除
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
307 応答速度:フォトニクス検出器の高速応答特性
① トランジット時間(Transit Time)
② RC 時定数(RC Time Constant)
③ 立ち上がり時間(Rise Time)
① シリコンフォトダイオード(Si PD)
② InGaAs フォトダイオード(1550nm 用)
③ グラフェン・2D 材料ハイブリッド検出器
④ 単一光子アバランシェダイオード(SPAD)
① 伝送速度と帯域幅の関係
② ジッター(Timing Jitter)と誤り率の関係
① トランジット時間の短縮
② RC 時定数の最適化
③ 垂直構造設計(ヘテロ構造)
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
308 周波数応答:フォトニクス検出器の帯域幅を規定する特性
① RC フィルタ特性
② トランジット周波数(Transit Frequency)
③ 複合周波数応答
- 308.2 検出器材料と周波数応答
- 308.3 高周波応答の最適化技術
① 透明層を用いた トランジット周波数の短縮
② 拡張型導波路構造
③ トランスインピーダンス増幅器(TIA)の帯域幅拡張
① シリコンフォトダイオードの波長依存性
① 光通信システムでの帯域幅要件
② スペクロスコピーと計測
① RLC 共振特性
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
309 伝送速度(Gbps, Tbps):フォトニクス産業の成長を測る最重要指標
① 単一波長あたりの伝送速度
② システム総容量(複数波長の集計)
① 100 Gbpsから400 Gbpsへの遷移
② 400 Gbpsから800 Gbps/1.2 Tbpsへの急速な加速
- 309.3 スペクトル効率の最適化
- 309.4 システム総容量の拡大:WDMの役割
① C-band 単独での容量拡大
② C-band と L-band の統合
③ X-band への拡張
① プラガブル型コヒーレント光トランシーバー
② Co-Packaged Optics(CPO)への移行
① 海底ケーブルシステム
② データセンターインターコネクト(DCI)
③ 通信キャリア・メトロネットワーク
① 短期(2025-2027年)
② 中期(2027-2030年)
③ 長期(2030年以降)
【 課題・制約 】
310 スケーラビリティ
- 310.1 光は「ムーアの法則」に乗れるか
- 310.2 チップレベルの限界:波長サイズとクロストーク
- 310.3 ウェハレベルの壁:製造プロセスの成熟度
- 310.4 システムレベルの挑戦:光インターコネクトの拡張
- 310.5 解決への道筋:ウェハスケール・パッケージングと異種集積
- 310.6 まとめ:ムーアの法則を超えて
311 規制要件
- 311.1 「光」を縛る三重の規制網
- 311.2 1. レーザ製品の安全基準(IEC 60825-1)
① 「目に見えない危険」への対処
- 311.3 2. 化学・環境規制(REACH, RoHS, PFAS)
① フォトニクス材料のジレンマ
② ガリウム・ヒ素の扱い
- 311.4 3. 医療機器規制(ISO 13485, FDA)
① 生体適合性と品質管理
- 311.5 まとめ:規制は「コスト」か「パスポート」か
312 供給チェーンの脆弱性
- 312.1 フォトニクス産業の「アキレス腱」
- 312.2 上流:希少材料への依存と地政学的リスク
① クリティカル・ローマテリアル(CRM)
② 供給途絶のリスク
- 312.3 中流:製造装置と専門部品の寡占
- 312.4 下流:「失われた環」としての組立・テスト(OSAT)
① 電子デバイス産業との決定的な違い
② フォトニクスOSATの不在
① 国家戦略と公的支援
② 標準化とモジュール化の推進
313 互換性問題
- 313.1 異質な世界の衝突
- 313.2 1. モードサイズと物理寸法の不整合
① 「巨人と小人」の結合問題
- 313.3 2. 製造プロセスの不整合(CMOS互換性の壁)
① 汚染物質と熱履歴の制約
① パッケージングにおける歪み
- 313.5 まとめ:不整合を埋める「仲介技術」の重要性
314 光学的損失
- 314.1 光はどこへ消えるのか
- 314.2 シリコンフォトニクスにおける「散乱の壁」
- 314.3 曲げ損失(Bending Loss)と集積密度のトレードオフ
- 314.4 ファイバ・チップ結合の難しさ
- 314.5 まとめ:損失1dBの重み
315 高コスト(初期投資)の壁
- 315.1 なぜフォトニクスの「最初の第一歩」は高いのか
- 315.2 コスト構造の具体的分野別分析
① 1. 光集積回路(PIC)とデータセンター
② 2. 産業用レーザ加工機
③ 3. 農業・環境センシング
① 共通プラットフォーム化とファウンドリモデル
② パッケージングの自動化と規格化
③ 異種集積(Heterogeneous Integration)
- 315.4 まとめ:投資を「コスト」から「価値」へ
316 信頼性と寿命
- 316.1 光デバイスにおける信頼性の特異性
- 316.2 主要な劣化・故障メカニズム
① 1. 結晶欠陥の増殖(ダークライン欠陥)
② 2. 光学端面の損傷(COD)
③ 3. パッケージング起因の劣化
- 316.3 加速試験と寿命予測の難しさ
- 316.4 信頼性向上へのアプローチ
① 結晶品質とプロセス制御の徹底
② ロバストなパッケージング設計
③ 故障物理に基づく寿命モデルの構築
317 人材不足
- 317.1 産業拡大に追いつかない「光の担い手」
- 317.2 スキルギャップの構造的要因
① 1. 教育カリキュラムのミスマッチ
② 2. 「中間のスキル」を持つ人材の不在
③ 3. 学際的な知識の必要性
① 実践的なトレーニングプログラムの展開
② カリキュラムの刷新と産業界の関与
- 317.4 まとめ:光の未来は「教育」にかかっている
318 製造プロセスの複雑性
- 318.1 なぜ光チップの製造は難しいのか
- 318.2 異種材料の統合(ヘテロジニアス・インテグレーション)の壁
① 1. ハイブリッド集積
② 2. ヘテロジニアス集積
③ 3. モノリシック集積
- 318.3 パッケージング:最後の、そして最大の難関
- 318.4 複雑性を乗り越えるための技術革新
① ウェハレベル・テストとパッケージング
② パッシブ・アライメント技術
③ ファウンドリサービスの成熟
319 相互接続性
- 319.1 孤島化するフォトニクス技術
- 319.2 物理層の断絶:CPOとプラグアブルの対立
- 319.3 設計層の壁:EPDAの挑戦
- 319.4 システム層の分断:オープン化への道のり
- 319.5 まとめ:「つながる」ことの価値
320 地政学的リスク
- 320.1 「光」が経済安全保障の最前線へ
- 320.2 特定国への過度な依存と資源の武器化
① ガリウム・ゲルマニウムショック
② レアアース磁石と光アイソレータ
① デュアルユース技術としてのフォトニクス
- 320.4 戦略的自律への模索とサプライチェーンの再編
① 欧州の危機感
② フレンド・ショアリングの限界
321 熱管理
- 321.1 「光は熱い」という現実
- 321.2 高密度集積が招く「熱クロストーク」問題
- 321.3 高出力レーザとパッケージングの放熱課題
- 321.4 3D集積(Co-Packaged Optics)における熱のジレンマ
- 321.5 まとめ:熱を制する者が光を制す
322 発熱問題
- 322.1 光と熱の切っても切れない関係
- 322.2 高出力レーザにおける発熱と劣化
① 廃熱のメカニズムと影響
② 壊滅的な損傷(COD)
① 非線形光学効果による発熱
② 熱クロストーク(Thermal Crosstalk)
① 能動的な冷却と熱設計
② 発熱を逆手に取るアプローチ
323 標準化の遅れ
- 323.1 「共通言語」なきフォトニクス業界
- 323.2 具体的な欠落領域
① 1. 設計とシミュレーション(PDKの不統一)
② 2. パッケージングとインターフェース
③ 3. テストと測定
① 成功の兆し:Co-Packaged Optics (CPO)
② 残された課題:競争と協調のバランス
324 歩留まり率の改善
- 324.1 なぜフォトニクスの歩留まりは上がらないのか
- 324.2 ウェハレベルテストによる早期選別(KGD戦略)
① 自動ウェハプロービング技術
- 324.3 プロセス変動を「吸収」する設計技術(Design for Manufacturing)
① 統計的シミュレーションとPDKの高度化
② 能動補償機構の組み込み
- 324.4 プロセス制御モジュール(PCM)による監視
- 324.5 まとめ:総合的な歩留まり管理へ
【 以上 】