世界初の超高速「モード選択」光源を実現(高性能半導体レーザーを利用)

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概要
九州大学大学院総合理工学研究院の浜本貴一教授の研究グループは、戦略的基盤技術高度化支援事業(サポイン事業)の「レーザーダイオード及び、光学部材の高精度実装技術開発」の一環として、超高速「モード選択」光源を世界で初めて実現しました。スーパーコンピュータ内の配線速度は近い将来、毎秒1テラビット超級となることが予想されており、半導体レーザー光を用いた光配線技術が注目を浴びています。今回本学が実現したモード選択光源は、テラビット級の高速動作を1素子で実現できる新しい半導体レーザー(従来性能比10倍以上に相当)で、IT機器内の信号伝送速度(配線速度)の飛躍的向上実現が可能となり、スーパーコンピュータ内配線への適用にとどまらず、将来のパソコンやスマートフォンなどの小型 IT 機器内への波及・適用が期待されます。本研究成果は、2018年3月11日(日~15 日(木)にサンディエゴコンベンションセンターにて開催される、光ファイバ通信国際会議(OFC 2018)にて発表されました。

背景
スーパーコンピュータなどの情報処理装置内の配線速度は、AIやビッグデータ解析などを背景に増加の一途をたどり、近い将来毎秒1テラビット(テラ:1012、1 兆)を超える超高速の配線速度が必要になると予想されています。電気信号のままではテラビット超級の配線速度実現は困難であるため、光通信技術で培われてきた半導体レーザー光とその配線である光導波路を用いた光配線技術が注目を浴びていますが、従来の半導体レーザーの直接変調速度はその物理的制約から最高でも毎秒50ギガ(ギガ:109、10 億)にとどまっており、発振波長の異なる半導体レーザー光を複数個集積し並行信号処理をせざるを得ず、異なる発振波長の半導体レーザーを複数集積するうえに、波長を合波するための光集積回路等も必要となり、その集積回路規模が大きくなり、小型IT機器への搭載が困難、といった課題がありました。

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