パテントマップから見た特許情報分析・弁理士分析・書籍、特許関連セミナー【パテントテック社】

★光通信に向けたデバイス開発事例と通信技術動向を一冊に凝縮
★Beyond5G、6Gに向けたシリコンフォトニクス、光電コパッケージ技術の展望

■本書のポイント

◆シリコンフォトニクス、集積デバイス◆

・光集積回路集積プロセスと再現性を高める検査技術
・大容量高速伝送に向けた光通信帯域対応光渦多重器
・ハイブリッド集積波長可変レーザ
・高Q値ナノ共振器を用いた低閾値シリコンラマンレーザ
・モノリシック集積技術と量子ドットレーザ応用
・Si上への高品質Ge薄膜形成と集積受光器への応用
・シリコン基板上へのInP系デバイス集積化技術
・シリコンフォトニック素子と光モジュール応用 ・シリコンフォトニクス技術を用いた高速光変調器


◆フォトニクスポリマーの設計、応用 ◆ 　

・EOポリマーの高性能化と長期熱安定性
・光導波路材料向け感光性樹脂の設計とパターニング
・近距離通信、コパッケージに向けた光導波路設計
・UV硬化樹脂を用いた自己形成光導波路、光接続技術
・高分子材料を用いた熱光学スイッチの開発
・屈折率および2次非線形光学定数の精密評価法


◆光接続、光電変換デバイス ◆ 　

・マルチコア光ファイバの作製とデバイス化の課題と対策
・高品質な光コネクタ接続技術
・シリコン光導波路と高効率な光ファイバ接続を実現する変換光ファイバ
・マイクロミラーを用いたシリコン導波路―ポリマー導波路間光接続
・光信号からミリ波／テラヘルツ波信号への変換デバイス
・無線信号を光信号に変換する高速光変調器の開発
・強誘電体薄膜を用いた光変調器と光集積回路
・ミリ波アンテナと光変調素子を集積化させたデバイス
・有限要素法を用いた光導波路デバイスの最適設計
・トポロジーを活用したフォトニック結晶導波路設計

◆光通信を支えるデバイス開発 ◆

・空間チャネルネットワークに向けた光スイッチ
・高速通信に向けた光トランシーバと標準化動向
・光ニューラルネットワーク回路とリザバー計算回路
・次世代コヒーレント通信向け高集積光モジュール
・通信容量を増加させる光ファイバ増幅器の開発
・光変調器の低動作電圧化、高速化高速、歪み補償
・高速光ファイバ通信、無線に向けた光変調デバイス


■執筆者（敬称略）

◇第１章 Beyond5G，6Gを支える デジタルインフラ像と光ネットワーク・光デバイスへの期待◇

１．情報通信インフラの展望

２．データセンター・アーキテクチャの展望

３．光電融合技術

４．超分散コンピューティングへの展開と光電融合要素技術

　
　
◇第２章　光インターコネクション技術の開発動向◇

第1節 光インターコネクションの最新動向と接続・保全技術
１．光コネクタによる光ファイバ接続技術
　1.1 光コネクタについて
　1.2 Ethernet規格とインタフェース
　1.3 光コネクタの接続原理
　1.4 挿入損失と反射減衰量
２．光コネクタ保全
　2.1 光コネクタ端面の汚れによる特性劣化
　2.2 ハイパワーレーザによる光ファイバの損傷
　2.3 光コネクタ端面の清掃
　2.4 光コネクタ端面の研磨グレード
３．光コネクタ端面状態の可視化

第2節 光信号からミリ波／テラヘルツ波信号への変換デバイスの開発
１．光ダブルミキシングを用いた光－無線周波数下方変換に対する性能要件
２．UTC-PD集積HEMT光ダブルミキサによる光信号－無線キャリア周波数下方変換
　2.1 UTC-PD集積HEMTの構造と動作原理
　2.2 デバイス試作と光ダブルミキシング性能評価
３．UTC-PDメサ面積縮小によるダブルミキシング変換利得向上
４．光サブキャリア信号の高強度化
５．今後の展望

第3節 ミリ波無線と光融合させた通信に向けたアンテナ電極光変調デバイスの開発
１．ミリ波無線と光通信との融合
２．フッ素系樹脂基板の優位性
３．ミリ波用アンテナと光変調デバイスの設計
４．試作・実験

第4節 光インターコネクションにおける実装技術
１．サーバアーキテクチャの変遷
　1.1 ネットワークスイッチASICの技術ロードマップ
　1.2 光インターコネクションにおける実装形態の進展
２．ボードエッジ実装
　2.1 プラガブル光トランシーバ
　2.2 最大伝送容量の検討
３．LSI近傍実装(On-Board Optics)
　3.1 オンボード光モジュール
　3.2 オンボード光モジュールを用いたスイッチ装置
　3.3 Consortium for On-Board Optics
　
４．LSI実装/集積(Co-Packaged Optics)
　4.1 Co-Packaged Opticsの形態
　4.2 Co-Packaged Opticsを用いたサーバアーキテクチャ
　4.3 CPO光トランシーバ
　4.4 Co-Packaged Opticsの進展

第5節 電気光学（EO）ポリマーを用いたBeyond 5G無線通信に向けた無線-光信号変換デバイスの研究開発
１．はじめに
２．EOポリマーの転写技術とスラブ導波路型デバイス
３．無線-光信号変換デバイス
４．まとめと展望
　
◇第３章　高速光制御に向けた電気光学ポリマー（EO）、透明樹脂材料の開発◇

第1節 電気光学（EO）ポリマーに向けた分極したπ共役化合物の合成
１．EO色素の構成
２．EO色素のポリマーへの分散，結合

第2節 ポリマー光導波路向け感光性樹脂組成物の設計と微細加工技術
１．光導波路用感光性樹脂の材料設計
　1.1 光導波路用材料に求められる物性と課題因子
　1.2 光学特性の付与
　　1.2.1 低損失
　　1.2.2 光閉じ込め性
　1.3 耐熱特性の付与
　　1.3.1 光導波路の黄変
　　1.3.2 酸化防止剤添加の効果
　1.4 機械特性の付与
　1.5 微細加工性の付与
　　1.5.1 ネガ型フォトリソグラフィーによる光導波路の作製
　　1.5.2 感光性樹脂組成物の設計
　　1.5.3 パターニングエラーのモードと改善策
２．特色ある光導波路の作製方法
　2.1 フォトブリーチング法
　2.2 フォトアドレス法
　2.3 リアクティブイオンエッチング（RIE）法
３．光導波路材料の設計における留意点
　
◇第４章　精密光デバイス作製に向けた加工、研磨技術◇

第1節 マイクロ非球面光学部品の超精密加工
１．ガラス製マイクロレンズの成形
　1.1 光通信用マイクロガラスレンズ
　1.2 ガラスレンズ量産成形の原理
　1.3 ガラスレンズ成形装置およびシステム
　1.4 凝固収縮過程おける変形補正システム
　1.5 マイクロガラスレンズ試作成形事例
　　1.5.1 成形条件
　　1.5.2 成形レンズの形状精度
２．マイクロ軸対称非球面の研削
　2.1 マイクロ非球面研削システム
　2.2 砥石摩耗を考慮に入れた砥石軌跡計算
　2.3 研削結果
３．非軸対称非球面の研削加工
　3.1 自由局面の研削加工の原理

第2節 小型・精密光学素子の開発と製造、加工技術
１．光学部品用材料と加工方法
　1.1 光学用材料と代表的な光学部材加工例
　1.2 硬化性樹脂の特徴
　1.3 硬化性樹脂の硬化条件
　1.4 硬化性樹脂の加工による屈折率変動
　1.5 硬化性樹脂を用いた光学部品の加工方法
２．高耐熱・小型・精密光学部品について
　2.1 小型精密部品の加工方法に関する硬化性樹脂の優位性
　2.2 光学部品に対する耐熱要求
　2.3 リフロー対応の小型光学部品について
３．硬化性樹脂を用いた光学部品の事例
　3.1 ハイブリッド型
　3.2 ＬＩＭレンズ
　3.3 耐熱反射防止コート
　
◇第5章　シリコンフォトニクスの光デバイスへの応用◇

第1節 シリコンフォトニクス集積回路の製造・評価プラットフォームの開発
１．シリコンフォトニクス集積プロセスの構成と特徴
　1.1 集積プロセスに要求されるもの
　1.2 集積プロセスの構成
２．シリコンフォトニクス集積デバイスの評価
　2.1 光ウェーハプロービングシステム
　2.2 受光器
　2.3 変調器
　2.4 プロセスモニタリング

第2節 シリコンフォトニクスを用いた光通信帯域対応光渦多重器の開発
１．シリコンフォトニクスを用いた光渦多重
２．光渦・偏波多重素子の構成
３．開発素子の評価

第3節 シリコンフォトニクスを用いたハイブリッド集積波長可変レーザの開発
１．シリコン外部共振器を用いたハイブリッド波長可変レーザ
　1.1 二重リング構造を用いた波長可変フィルタ
　1.2 ハイブリッド波長可変レーザの発振特性
　　1.2.1 L-I特性、波長可変動作
　　1.2.2 ハイブリッド集積波長可変レーザの狭線幅発振
２．集積二波長可変レーザ
　2.1 二波長可変フィルタ
　2.2 二波長可変レーザの発振特性

第4節 量子ドット半導体レーザとその光集積回路への応用
１．光デバイスのモノリシック集積とハイブリッド（ヘテロジニアス）集積
２．組成混晶化を用いたモノリシック集積
　2.1 組成混晶化技術
　2.2 組成混晶化の1.55μm帯量子ドット構造への応用
　　2.2.1 フォトルミネッセンスによるバンドギャップ変化の評価
　　2.2.2 TEMによる量子ドット構造の分析
　2.3 組成混晶化を用いた量子ドットレーザの特性
　2.4 集積素子

第5節 シリコンフォトニクスにおけるゲルマニウム集積受光器技術
１．Ge層のエピタキシャル成長と光吸収スペクトル
　1.1 エピタキシャル成長
　1.2 面内引張格子ひずみと光吸収スペクトル
２．Ge集積受光器
　2.1 カットオフ周波数
　2.2 集積受光器の構造
　2.3 Ge集積受光器の特性例

第6節 光ニューラルネットワークとリザバー計算回路による光アクセラレーション
１．光コンピューティングについて
　1.1 ポストムーア時代と光コンピューティング
　1.2 光通信と光コンピューティグ
　1.3 光通信から光演算へ、そして光通信へ
２．ニューラルネットワークの概要とその分類
３．NNと行列・ベクトル積
４．光NNの分類と研究動向
　4.1 Mach-Zehnder interferometer (MZI)を用いた方式
　4.2 光波長多重化とマイクロリングを用いた方式
　4.3 回折による波面変換を用いた方式
５．リザバー計算：学習を“サボる“新しい計算パラダイム
　5.1 リザバー計算とは
　5.2 シリコンフォトニック光リザバー計算回路
６．光ファイバ通信への応用
　

◇第６章　高出力・高効率なレーザ光源の開発◇

第1節 デジタルヒーレント通信を支える光半導体デバイス技術の最新動向
１．光ファイバ増幅器用高出力光半導体励起光源の進展
　1.1 エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）用励起光源
　1.2 ファイバラマン増幅器用励起光源
　1.3 光ファイバ増幅器用励起光源の高出力化
　1.4 光ファイバ増幅器用励起光源の構成
　1.5 1480/14xx-nm帯光ファイバ増幅器用励起光源の高出力化
　1.6 新しい励起光源（前方励起ラマン増幅器用励起光源）への取り組み
　1.7 今後の進展
2．高出力狭線幅波長可変光源の進展
　2.1波長可変レーザの種類
　2.2 DFBアレイ型狭線幅波長可変レーザ
　2.3 モノリシック集積DBR型狭線幅波長可変レーザ
　2.4 高集積広帯域小型トランシーバ実現への取り組み

第2節 第5世代移動通信システム基地局用100Gbps EML CANの開発
１．EML設計
２．EML CAN設計
　2.1 従来構造と開発目標の比較
　2.2 広帯域化設計
　　2.2.1 ステムとFPC間のGND強化
　　2.2.2 内部構造のインピーダンス整合
３．EML CAN　評価結果
　3.1 周波数応答特性
　3.2 光波形
　3.3 BER
　3.4 消費電力

第3節 高Q値ナノ共振器を用いた低閾値シリコンラマンレーザーの開発と今後の展望
１．シリコンラマンレーザー研究
　1.1 ラマン散乱
　1.2 誘導ラマン散乱
　1.3 シリコン細線導波路を用いたラマンレーザー
　1.4 シリコンラマンレーザー発振に重要となる3要素
２．高Q値ナノ共振器を用いた超低閾値シリコンラマンレーザー
　2.1 高Q値ナノ共振器構造
　2.2 レーザー発振特性
　2.3 誘導ラマン散乱の増強方法
３．ナノ共振器シリコンラマンレーザーの高機能化
　3.1 1.2 μm帯ナノ共振器シリコンラマンレーザー
　3.2 デュアル動作波長1.31/1.55 ?mを持つナノ共振器シリコンラマンレーザーチップ
　3.3 CMOS互換プロセスによる作製
４．ナノ共振器シリコンラマンレーザーを利用した応用の研究
　4.1 空間電荷の検知
　4.2 ブロードな光によるラマンレーザー発振の探求

第4節 超短パルスファイバーレーザー光源の開発と光通信波長帯における極短パルス生成
１．ファイバレーザー
２．高繰り返し能動モード同期ファイバレーザー
３．受動モード同期超短パルスファイバレーザー
　3.1 ファイバ非線形効果を用いたファイバレーザー
　3.2 可飽和吸収体を用いたファイバレーザー
４．ファイバレーザーを用いた超短パルス発生
　4.1 13 fs 極短パルスの発生
　4.2 シミラリトン増幅器を用いた高出力超短パルス光の発生
５．広帯域超短パルス光源の開発

第5節 半導体量子ドットを用いたレーザ光源の開発と応用展望
１．半導体量子ドットの特徴と形成方法
２．量子ドットの実現方法
３．量子ドットレーザ開発の進展
４．シリコンフォトニクスへの適用
　
◇第７章　光導波路の作製技術と光デバイスへの応用◇

第1節 マルチコア光ファイバ作製技術の開発動向
１．MCF母材の各種製造技術
　1.1 穿孔法
　1.2 スタック法
　1.3 クラッド一括合成法
　1.4 スラリーキャスト法
　1.5 非開削法
２．非開削法
　2.1 非開削法によるMCF母材の設計
　2.2 非開削法により作製したMCFの特性

第2節 光渦を安定して空間伝搬する螺旋ポリマーファイバーの開発
１．光誘起ファイバー形成
２．ラゲールガウスモードとベッセルビーム
３．螺旋ファイバー

第3節 ポリマー光導波路の開発状況と展望
１．様々なポリマー光導波路
　1.1 ポリマー光導波路のためのポリマー材料とその要求仕様
　1.2 ポリマー材料の光学特性
２．ポリマー光導波路の作製法
　2.1 光導波路構造
　2.2 矩形コア導波路
　2.3 円形コア導波路
３．モスキート法により作製されたポリマー光導波路の応用例
　3.1 マルチモード・シングルモード導波路
　3.2 ３次元導波路
　3.3 テーパ導波路の作製とスポットサイズコンバータ（SSC）機能の評価
　3.4 SiPhチップとの実装形態

第4節 シリコン基板上における化合物半導体の集積化技術と半導体レーザへの応用
１．InP－シリコン基板を用いた集積化技術
２．InP－シリコン基板の作製技術
３．InP－シリコン基板上への有機金属気相成長法による結晶成長
４．InP－シリコン基板上GaInAsP系半導体レーザの特性
　4.1 InP－シリコン基板上ダブルヘテロ（DH）レーザ
　4.2 InP－シリコン基板上量子井戸レーザ
　4.3 InP－シリコン酸化膜/シリコン基板上表面電極構造レーザ
　4.4 InP－シリコン基板上埋込構造レーザ

第5節 フォトニック結晶を用いた光信号処理回路と精密分光応用
１．フォトニック結晶
　1.1 フォトニック結晶
　1.2 フォトニック・バンドギャップ
　1.3 フォトニック結晶を用いた基本的な光学素子
　　1.3.1 フォトニック結晶導波路
　　1.3.2 フォトニック結晶共振器
２．フォトニック結晶を用いたパッシブ・アクティブ素子
　2.1 分波器・分光器
　2.2 変調器
　　2.2.1 多波長選択フィルタ（DeMUXフィルタ）
　　2.2.2 光スイッチ
　　2.2.3 電気光変調器
　　2.2.4 光レシーバ
　　2.2.5 光送受信回路
３．構造揺らぎを利用した機能素子
　3.1 電気光変調器
　3.2 超小型分光器

第6節 ポリマー光回路を用いた光電コパッケージ技術の開発
１．ポリマー光導波路を用いた光電コパッケージ
　1.1 背景
　1.2 アクティブオプティカルパッケージ基板の提案
　1.3 ポリマー光導波路の利点とその特性
２．アクティブオプティカルパッケージ基板の作製と光伝送特性

第7節 有限要素法を用いた光導波路デバイスの最適設計
１．光導波路デバイスの自動最適設計
　1.1 自動最適設計法の分類
　1.2 問題設定と最適設計の流れ
　1.3 設計領域内の構造表現
　　1.3.1 密度法
　　1.3.2 関数展開法
　1.4 有限要素法による特性解析と随伴変数法による感度の評価
　　1.4.1 有限要素法の定式化
　　1.4.2 随伴変数法による感度解析
　1.5 設計変数の最適化手法
　　1.5.1 勾配法
　　1.5.2 進化的手法
２．光導波路デバイスの最適設計例
　2.1 曲り導波路
　2.2 波長分離素子
　2.3 プラズモニックダイオード

第8節 トポロジーを活用したフォトニック結晶導波路の基礎とその設計
１．トポロジカルフォトニクス
２．トポロジカル光導波路
　2.1 トポロジカル光導波路設計の流れ
　2.2 様々なトポロジカル光導波路
　　2.2.1 光量子ホール系
　　2.2.2 光量子スピンホール系
　　2.2.3 光量子バレーホール系
３．バレーフォトニック結晶導波路
　
◇第８章　大容量、高速伝送に向けた光接続材料、コネクタの開発◇

第1節 マルチコアファイバを用いた光デバイスの実用化に向けた課題と対策
１．実用化に適したマルチコアファイバの種類とトレンド
２．空間結合方式によるマルチコアファイバを用いたファイバコリメータ対向系の基本原理
３．マルチコアファイバを用いた光デバイスにおける固有の損失発生要因
４．マルチコアファイバを用いた光デバイスにおける固有の損失発生要因に対する対策
５．まとめ　＜IRカメラによるコア位置評価の有用性＞

第2節 UV硬化樹脂を用いた光結合デバイス作製技術とシリコンフォトニクスへの応用
１．自己形成光導波路技術
２．結合効率の改善アプローチ
３．テーパ型結合デバイス
４．ピラーとマイクロレンズからなる結合デバイス
６. SiPhチップ側へ作製するスポットサイズエキスパンダ
７. １次元および２次元ファイバ アレイへの適用

第3節 シリコン光導波路と高効率な光ファイバ接続を実現するスポットサイズ変換光ファイバ
１．TEC-SMFおよびTEC-PMFの開発
　1.1 TECファイバの構造・原理
　1.2 TEC-SMFの開発
　1.3 TEC-PMFの開発
　1.4 SiPhデバイスとの結合効率の評価
２．TECファイバのはんだリフロー対応化

第4節 ファイバヒューズから光伝送路を守る空孔構造光ファイバ部品の開発
１．通信用SMFにおけるファイバヒューズ伝搬特性
２．HAF構造とヒューズ伝搬の関係

第5節 マイクロミラーを用いたシリコン・ポリマー導波路間光接続技術の開発
１．AOP基板の概要
２．マイクロミラーを用いたシリコン導波路とポリマー導波路の光結合構造
３．曲面マイクロミラー技術
４．マイクロミラーを用いたシリコン・ポリマー導波路間光接続技術

　
　
◇第９章　高速伝送、低遅延通信に向けた光スイッチ技術の開発◇

第1節 高分子材料を用いた熱光学（TO）スイッチの開発
１．序論
２．構成と設計における留意点
　2.1 シングルモードの場合
　2.2 マルチモードの場合
　　2.2.1 消光型
　　2.2.2 光路選択型
３．高速化への試み
　3.1 材料の熱光学係数測定
　3.2 プッシュプル型TOスイッチ
　　3.2.1 チャネル型の製作工程
　　3.2.2 チャネル型TOスイッチ動作の確認
　　3.2.3 分岐型プッシュプルTOスイッチ

第2節 ナノカーボン材料を用いたシリコンチップ上集積光デバイス開発
１．グラフェンマイクロヒーターによるシリコンフォトニクス光スイッチ
２．カーボンナノチューブとシリコンフォトニクス共振器による狭線幅発光

第3節 磁気光学効果を用いた自己保持型光スイッチの開発
１．自己保持型光スイッチ
２．素子構造と設計
　2.1 動作原理
　2.2 磁気光学位相シフタ
　2.3 薄膜磁石
３．素子の特性評価
　3.1 マッハツェンダー干渉計を用いた２×２光スイッチ
　3.2 リング共振器を用いた１×１光スイッチ（可変光減衰器）
４．集積化に向けた検討

第4節 シリコンフォトニクススイッチの開発と今後の展望
１．スイッチネットワーク
　1.1 背景
　1.2 高スループットスイッチの現状
２．シリコンフォトニクススイッチ
　2.1 産総研におけるシリコンフォトニクススイッチの開発変遷
　2.2 大規模32×32シリコンフォトニクススイッチ
　　2.2.1 低損失化
　　2.2.2 広帯域化(クロストーク低減)
３．大規模光スイッチネットワーク
　3.1 Clos構成
　3.2 多段光スイッチ伝送
４．今後の展望
　4.1 偏波無依存化
　4.2 広帯域化
　4.3 低損失化・高機能化

第5節 空間チャネル ネットワーク実現に向けたコア選択スイッチの研究開発
１．SXCアーキテクチャ
　1.1 従来のファイバスイッチに基づくSXCアーキテクチャ
　1.2 CSSに基づくSXCアーキテクチャ
２．CSSの動作原理とプロトタイプの設計
　2.1 CSSの構成と動作原理
　2.2 CSSプロトタイプの設計
　　2.2.1 5-CF コリメータアレイの設計
　　2.2.2 4-f光学系とMEMSミラーの設計
３．CSSプロトタイプの性能評価
　3.1 5-CFコリメータアレイの評価
　3.2 CSSのILとPDLの評価
　3.3 CSS の MCF 内および MCF 間 XTの評価
　3.4 CSS によってルーティングされた光信号の BER 測定
　3.5 CSS の超広波長帯域特性の評価
４．まとめと今後の展開
　
◇第１０章　高速通信に向けた光トランシーバの開発◇

第1節 高速通信に向けた光トランシーバの標準化動向について
１．ICT市場の動向と高速光トランシーバへの期待
２．ラインサイドの標準化動向
　2.1 現在までの審議状況
　2.2 今後の動向
３．クライアントサイドの標準化動向
　3.1 現在までの審議状況
　3.2 今後の動向

第2節 次世代イーサネットの規格化動向とそれに準拠する光トランシーバ、デバイス技術の最新動向
１．次世代イーサネット関連規格の最新動向
２．データコム系光トランシーバの最新動向
　2.1 800Gb/s及び1.6Tb/sプラガブル光トランシーバモジュールのMSA
　2.2 800Gb/s超級の伝送に向けた将来の技術動向：Co-Packaged Optics (CPO)
　2.3 CPO普及への見通し
３．注目すべきデバイス技術の最新動向
　3.1 EA-DFBレーザー
　3.2 シリコンフォトニクス リング変調器
　3.3 薄膜Lithium Niobate変調器

第3節 次世代コヒーレント通信に向けた高集積光モジュールの開発
１．DBR/Ringレーザチップ
２．集積光モジュール
　2.1 超小型ITLA (Nano-ITLA)
　　2.2.1 レーザモジュール
　　2.2.2 制御基板の集積
　2.2 IC-TROSA type2

第4節 ６Gに向けたマルチビーム光アンテナシステムの開発と評価
１．光無線通信での回線設計
２．光漏れ波アンテナの動作原理
　2.1 設計条件及び位相整合条件
　2.2 アンテナ利得と放射効率
３．ワッフル及びワッフルアイロン導波路
４．光漏れ波アンテナの励振系
　4.1 テーパアレー導波路
　4.2 フォトニックバンドギャップを用いた反射鏡
５．光マルチビームおよびビーム走査アンテナ
　
◇第１１章　高速光変調器、増幅器の開発◇
第1節 無線信号を光信号に変換するLN高速光変調器の技術開発
１．光変調器の種類と特徴
２．高周波対応光変調器への取組み
３．ミリ波対応LN光変調器
４．LN変調器の小型化・低駆動電圧化

第2節 クラッド励起マルチコア・エルビウム添加光ファイバ増幅器の開発
１．クラッド励起MC-EDFAの構成
　1.1 ダブルクラッド構造MC-EDF
　1.2 側方結合型クラッド励起光合波器
　1.3 増幅器構成
２．増幅特性
　2.1 Cバンド増幅特性
　2.2 Lバンド増幅特性
３．クロストーク

第3節 量子ナノ構造、シリコン細線光導波を活用した光変調器の開発
１．シリコン微小リング共振器装荷マッハ・ツェンダー変調器
　1.1 シリコン光変調器
　1.2 シリコン微小リング共振器装荷マッハ・ツェンダー変調器の開発
　　1.2.1 微小リング共振器における位相変化増大効果と動作原理
　　1.2.2 変調特性
２．量子井戸光変調器
　2.1 量子井戸光変調器
　2.2　InGaAs/InAlAsポテンシャル制御量子井戸マッハ・ツェンダー光変調器
　　2.2.1 5層非対称量子井戸(FACQW) における電界誘起屈折率変化特性
　　2.2.2 FACQW MZM
　　2.2.3 FACQW MRR装荷 MZM

第4節 高速動作、高速・大容量通信に向けた歪み補償変調のための光変調器
１．マッハツェンダー型電気光学変調器の特性と３次相互変調歪み
２．マッハツェンダー型電気光学変調器による３次相互変調歪み抑圧
　2.1 マッハツェンダー型電気光学変調器の波長チャープ
　2.2 波長チャープ変調を用いた歪み補償
　2.3 DPMZMとマイクロ波分配回路を用いた歪補償光変調実験
３．マイクロ波分配回路を一体化した歪み補償光変調器
　3.1 素子構造設計と作製
　3.2 実験

第5節 高線形性・高速光変調デバイスの開発
１．光変調の線形性
　1.1 マッハ・ツェンダ変調器の動作と変調歪み
　1.2 高消光比光変調
　1.3 高線形性光変調

第6節 シリコンフォトニクス技術を用いた高速光変調器
１．高速シリコン変調器の設計
　1.1 PIN型位相シフタ
　1.2 RCイコライザを用いた帯域拡張技術
２．シリコン変調器の高速動作
　2.1 シリコン変調器の帯域拡張技術
　2.2 シリコン変調器の大信号応答

第7節 強誘電体薄膜を用いた光変調器とテスト機能を集積した光集積回路
１．背景
２．光テストシステムとPLZT薄膜を用いたPIC
３．エピタキシャルPLZT薄膜
　3.1 エピタキシャルPLZT薄膜の作製
　3.2 加圧焼成法によるPLZT(8/65/35)薄膜の成膜方法と評価
４．エピタキシャルPLZT(8/65/35)薄膜を用いたPICの作製
５．PLZT -PICチップの設計
　5.1 PLZT光変調器の設計
　5.2 スポット・サイズ・コンバータ
６．PLZT PICの作製
７．PLZT PICの評価
　
◇第１２章　低遅延、高速通信に向けた光通信技術の開発◇

第1節 5G/Beyond 5Gに向けた光アクセス（BiDi／PON）システムの標準化動向
１．5G/Beyond 5Gに向けた光アクセスシステム
２．10/25/50 Gb/s BiDi標準化動向
　2.1 高速BiDiに向けた標準化
　2.2 25Gb/s BiDi物理層仕様
　2.3 50Gb/s BiDi物理層仕様
３．50Gb/s級PON物理層標準化動向
　3.1 50Gb/s級PONシステムの標準化動向)
　3.2 IEEEでの標準化動向（IEEE Std 802.3ca-2020）
　3.3 ITU-Tでの標準化動向（ITU-T G.9804.3）
４．PON低遅延化技術標準化動向

第2節 コヒーレント光伝送システムにおける符号化変調技術
１．背景
２．誤り訂正技術
　2.1 ビット演算型誤り訂正符号のコンセプトと限界性能
　2.2 復号器のモデル化と繰り返し復号
　2.3 LDPC符号の性能
３．符号化変調
　3.1 ビットインターリーブ符号化変調
　3.2 トレリス符号化変調
　3.3 確率分布整形符号化変調
　3.4 符号化変調技術の課題
　3.5 振幅確率分布整形

第3節 光単側波帯変調光ファイバー通信技術の進展と展望
１．光単側波帯変調とその研究の経過
　1.1 光単側波帯変調と期待される優位性
　1.2 光単側波帯変調研究の経過
２．光単側波帯変調の方法と種類・分類
　2.1 側波帯と単側波帯変調
　2.2 単側波帯変調信号の生成法：フィルタ法と位相シフト法
　2.3 処理領域：電気領域処理と光領域処理
　2.4 光SSB変調信号の搬送波の有無
３．光単側波帯変調特性と光ファイバ伝送特性
　3.1 残留側波帯とその低減方法
　3.2 ファイバ分散の光SSB変調信号への影響
　3.3 ファイバ非線形光学効果の光SSB変調信号への影響と改善方法
　3.4 光ピーク対平均電力比PAPRの低減
４．光単側波帯変調に関連する光回路・光デバイス

第4節 Beyond 5Gに向けた光ファイバ無線伝送技術を利用した大容量無線信号の高効率伝送
１． Beyond 5Gモバイル通信システムの要件
２． モバイルフロントホール (MFH)
３． 光ファイバ無線伝送技術をベースとしたMFH
　3.1 光ファイバ無線伝送技術の概要
　3.2 光ファイバ無線伝送技術を用いたMFH
　3.3 光ファイバ無線伝送と無線アンテナを融合した光・無線融合技術

第5節 Beyond 5G/6G に向けたデジタルコヒーレント伝送技術
１．デジタルコヒーレント伝送技術
　1.1 デジタルコヒーレント伝送とは
　1.2 デジタルコヒーレント受信機の構成
　1.3 デジタルコヒーレントトランシーバの構成
２．標準化動向
　2.1 OIF
　2.2 IEEE
　2.3 MSA
　2.4 IOWN Global Forum

第6節 超高速・大容量伝送を実現するための光信号処理技術
１．光非線形効果を用いた光信号処理技術
　1.1 光非線形効果
　1.2 光非線形デバイス
２．光波長変換
　2.1 超高速光波長変換
　2.2 多波長一括・広波長域光波長変換
　2.3 光波長帯域一括変換による広帯域光伝送技術
３．光信号再生
　3.1 Mamyshev光信号再生
　3.2 多波長一括光信号再生
　3.3 超高速光信号再生
４．光パラメトリック増幅
　4.1 低雑音光増幅
　4.2 広帯域光増幅

第7節 光通信への直交振幅変調（QAM）、直交周波数分割多重（OFDM）の応用
１．多値変調を用いた高密度化技術
　1.1 光QAM
　1.2 光OFDM
２．さらなる周波数利用効率の向上に向けて
３．光通信と無線通信のコヒーレント融合技術

第8節 光直接検波信号からの位相情報の読み取り技術
１．クラマース・クローニヒの関係を用いる光信号の位相読み取り
２．時間領域強度輸送方程式を用いる光信号の位相読み取り
　2.1 強度輸送方程式
　2.2 分散を利用した位相抽出
　2.3 時間領域強度輸送方程式の解法
　2.4 16QAM信号の位相読み取りの数値計算
３．反復的位相回復法による直接検波受信信号からの位相読み取り
　3.1 背景
　3.2 反復計算によるPAM4信号の位相回復と分散補償
　3.3 数値計算
　
◇第１３章　遠隔医療、手術、支援ロボットに向けた通信技術の動向◇

第1節 ５Ｇの遠隔医療への応用と実証試験の取り組み
１． 移動通信システムの進化と５Ｇ
　1.1 移動通信システムの進化
　1.2 ５Ｇの概要
　　1.2.1 ５Ｇの想定サービス
　　1.2.2 ５Ｇのシステム要求条件
　　1.2.3 ５Ｇ商用サービス開始
２． ５Ｇの遠隔医療への応用
　2.1 ５Ｇ遠隔医療の概要
　2.2 地域医療における5G遠隔診療と実証事例
　　2.2.1 地域における遠隔医療の意義
　　2.2.2 山間部診療所における遠隔診療
　　2.2.3 患者宅における遠隔訪問診療
　　2.2.4 医師に対する遠隔教育
　2.3 ５Ｇを活用するモバイル診療車
　　2.3.1 概要
　　2.3.2 診療所とモバイル診療車の連携による遠隔診療
　　2.3.3 5Gモバイル診療車による遠隔妊婦健診
　2.4　救急医療における5G遠隔診療と実証事例
　　2.4.1 救急医療の現状と課題
　　2.4.2 3拠点連携による救急搬送高度化の実証
　　2.4.3 4拠点連携による救急搬送高度化の実証
３．５Ｇを応用する遠隔医療の将来展望

第2節 スマート治療室の開発、適用動向と通信技術への期待
１．先端工学外科学分野が目指す精密誘導治療
２．スマート治療室の開発
３．遠隔医療を目指す戦略デスクと移動型スマート治療室（モバイル SCOT）
　
◇第１４章　電磁波反射体を活用した障害物を迂回する通信技術の展望◇

１．IRSとは
２．IRSにより構築される電波伝搬環境の解析方法
　2.1 レイトレース法
　2.2 Wireless InSiteとメタマテリアルIRS伝搬評価ツール
　2.3 シミュレーションによる検証評価
３．透明フレキシブル電波反射フィルムを用いた伝搬環境改善に関する検証実験
　3.1 使用機器と測定環境
　3.2 実験の概要
　3.3 測定結果
４．IRSを用いた無線通信への量子コンピューティング応用
　4.1 量子コンピューティングによる組合せ最適化
　4.2 研究事例紹介
　　4.2.1 適用例1：IRSを用いたセルフリーネットワークの最適制御
　　4.2.2 適用例2：IRSリソースの割当最適化
　　4.2.3 適用例3：伝搬路特性測定処理のオーバーヘッド削減
　　4.3.4 適用例4：自律型IRSを用いた無線通信システムにおける無線リソース割当最適化
　
◇第１５章　高精細仮想空間、4K/8K映像配信に向けた通信技術の開発動向◇

第1節 ４K／８K番組制作に向けた光・IP伝送技術の開発
１．関連する周辺技術の発展経緯
　1.1 放送メディアの進展と機器間インターフェースの変遷
　1.2 光ファイバー通信技術の変遷
　　1.2.1 基幹網系
　　1.2.2 LAN系
２．ライブ番組制作における光・IP伝送活用の経緯
　2.1 光伝送技術活用の経緯
　2.2 LAN技術・IP技術活用の経緯
３．8K映像伝送および番組制作の効率化に向けた課題
　3.1 8K映像伝送における課題
　3.2 IP技術を活用したライブ番組制作の効率化に向けた課題
４．8K素材信号の長距離伝送技術の研究開発動向
５．ライブ番組制作の効率化を目指すIP制作システムの研究開発動向

第2節 4K/8K映像の「ゼロ遅延」に向けた伝送技術の開発
１．高精細映像
　1.1 解像度
　1.2 プログレッシブ／インタレース
　1.3 フレームレート
　1.4 色情報
　1.5 色間引き
　1.6 情報量・帯域幅
２．映像伝送
　2.1 圧縮と非圧縮
　2.2 インターネットと専用線
　2.3 光トランシーバ
　2.4 光ファイバ
　2.5 映像伝送規格
３．双方向映像伝送：テレセッション
　3.1 4Kテレセッション
　3.2 イーサネット網の利用
　3.3 8Kテレセッション
４．低遅延映像伝送の関連技術
　4.1 指揮者モニタ
　4.2 遅延時間測定