光集積回路

Photonic Integrated Circuit (PIC)

レーザー、パルス発生器、変調器、非線形素子、ファイバとチップの結合器といった光学素子を一つのチップ上に集積した回路である。シリコン、窒化シリコン、ニオブ酸リチウム、AlGaAs などの材料基盤が用いられる。コヒーレント通信、波長・空間・モードの多重化、光信号処理、量子情報処理を担う。

詳細

概要

Photonics 誌の特集号エディトリアルは、光通信向けのフォトニックチップを、多様な材料で構成された微細・ナノ寸法の素子からなるものとして整理している。チップ上にはレーザー、パルス発生器、変調器、非線形素子、ファイバとチップの結合器が集積される。

技術的な要点

材料基盤としてシリコン、窒化シリコン、ニオブ酸リチウム、AlGaAs が論じられている。集積によって実現される機能は、コヒーレント通信、波長多重(WDM)・空間多重(SDM)・モード多重(MDM)といった多重化、古典的な信号処理、そして量子情報処理に及ぶ。光中継において光と電気の変換を介さない全光信号処理も、この集積によって可能になる機能として挙げられている。

産業での位置づけ

同エディトリアルは、フォトニックチップが光通信の基盤であり、データセンター内の相互接続、長距離の情報伝送、メトロ・アクセス網といった配備の場面で用いられると述べている。費用対効果とエネルギー効率への要求に応える手段として位置づけられており、個別部品を並べる構成に対して集積が持つ利点がそのまま産業上の論点となる。