日本の科学者、化合物半導体を用いた高性能光スイッチを製作

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【高工LED総合報道】早稲田大学の宇高勝之教授らは、日立製作所の協力のもと、光通信信号を超高速で分配できる化合物半導体体制の高性能を開発した光スイッチ（Switch）。同グループは、偏光による性能劣化を防ぐためにコンポーネントの構造を工夫して研究した。2010年中に大容量光ネットワークの重要なゼロコンポーネントとして実用化が期待されている。

光通信の必須*光ファイバで伝送される信号を、対象に応じて割り当てるスイッチング技術。既存のひかりスイッチすなわち、分配に要する時間数ミリ秒〜数マイクロ秒、将来の高速通信には、数ナノ秒レベルに短縮する必要がある。研究チームは高速信号や小型化した化合物半導体、InAlGaAsなどの制御に適した材料で、入力信号を分配する簡易スイッチを試作した。基板材料は日立が提供する。具体的には、光信号を2つの経路に分岐させ、単一の経路のみで電極から電子を注入すると、光の伝播方向にばらつきが生じる。これらの光を再び重合し、希望する方向にのみ信号を出力できるようにします。

従来の半導体スイッチは、入力された光の偏光により、出力信号の品質が低下するため、宇高教授らは半導体の一部を掘り下げるなど、偏光の影響を減らすためにスイッチの設計を工夫した。光が縦、横のいずれの方向に振動しても、高精度に分配することができる。割り当てられた時間も約3ナノ秒に大幅に短縮されたという。

新しいスイッチを利用して、信号を制御するために必要な電力は約5 mWで、従来の1/10以下である。将来的には光ネットワークの情報量が増加しても、予想される情報機器、通信網などの消費電力は制御できる。研究チームはスイッチによる光信号の減衰を防ぐために研究、改良を続け、2010年ごろに実用化される見通しだ。
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