新しいフォトニクス時代の材料とデバイス <増補改訂版>
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新しいフォトニクス時代の材料とデバイス <増補改訂版>

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新しいフォトニクス時代の材料とデバイス<増補改訂版> 通常価格(税込): 38,500 円 販売価格(税込): 38,500 円 2003年5月発行 A4版 約450頁 ■刊行主旨■  レーザ材料と光ファイバの出現に端を発した光通信システム,光情報処理用機器の発達は,ネットワークシステムなどの発達と相俟って描いていた高度情報処理社会の姿を徐々に見せ始めてきました.それに伴い,目標となる光デバイスへの要求もハッキリしてきており,材料の研究開発も次のステップへと移行してきております.  このような状況から,来るべきフォトニクス時代に活躍すると思われる材料とデバイスについて,第一線で研究・開発に携われている方に現状と方向について解説いただきました.本書では,旧版以降これまでに月刊「マテリアルインテグレション」で紹介された記事を中心に新しく加え,再編集致しました.本書によって知見を積み重ねて頂ければ幸甚です. Contents ■第部■ どんな光機能素子が求められているか 第1章 総 論 第1節 メガメディア時代のネットワーク展開(東大・小林 郁太郎氏)  ・電話網からインターネットへ  ・ネットワーク構造の変化とサービスの多様化  ・インターネットから環境情報ネットワークへ  ・ネットワーク技術と要素技術  ・ネットワークの動向と主要課題  ・環境情報ネットワーク構築の課題 第2節 高度情報流通社会で求められる光デバイス(NTT・鈴木 扇太氏)  ・フォトニックネットワーク  ・フォトニックネットワークを支える光デバイス  ・フォトニックルータと光要素技術 第3節 ソリトン通信と光ファイバ(元阪大・長谷川 晃氏)  ・分散マネージドソリトン  ・超高速分散マネージドソリトン伝送のシミュレーション結果  ・最近の代表的実験結果  ・分散マネージドソリトンに必要な光ファイバに対する要件 第2章 フォトニック結晶の新展開 第1節 フォトニック結晶の生み出す新機能(東北大・大寺 康夫氏、 川上 彰二郎氏)  ・フォトニック結晶の3つの特性  ・自己クローニング型フォトニック結晶の概要  ・フォトニック結晶による新機能の実現 第2節 フォトニック結晶の開発状況-超小型光集積デバイスを目指して-(京大・野田 進氏)  ・フォトニック結晶の満たすべき条件  ・ウェーハ融着法による三次元フォトニック結晶の形成とその光学特性  ・フォトニック結晶を用いた極微光回路の実現へ向けて-フォトォトニック結晶レーザ-路の設計- 第3節 波長多重通信用光ファイバ増幅器の開発動向(京大・田部 勢津久氏)  ・希土類レーザガラスとファイバレーザの歴史  ・シリカ系EDFの特性改善  ・新規ホスト材料開発によるエルビウムの広帯域化  ・TDFAとその励起方式 第4節 透明材料のフォトニック結晶の作製とフォトニックデバイス(徳島大・松尾 繁樹氏,三澤 弘明氏)  ・フォトニック結晶によるフォトニックデバイス  ・集光レーザー加工によるフォトニック結晶  ・レーザー干渉加工によるフォトニック結晶  ・今後の展望 第5節 光デバイス用任意次元フォトニック結晶の創製と応用(東北大・三浦 健太氏ほか)  ・自己クローニング法による任意次元フォトニック結晶の創製    ・自己クローニング法とその有効性    ・自己クローニング法のメカニズム    ・自己クローニング法の特徴  ・自己クローニング型フォトニック結晶の応用    ・概要    ・フォトニック結晶を利用した応用素子      ・フォトニック結晶の異方性を利用した偏光性御素子      ・格子変調型フォトニック結晶による機能素子 第3章 光集積デバイスの将来 第1節 DWDM時代の高機能ガラス材料(日本板硝子・小泉 健氏)  ・DWDMシステムとフォトニックネットワーク  ・マイクロオプティクス素子の発展  ・光機能性ガラス材料の高度化 第2節 光集積回路の現状と将来展望(阪大・栖原 敏明氏)  ・光導波路材料および集積化基礎技術  ・集積レーザ光源  ・光通信用光集積回路  ・超高速光制御用光集積回路  ・光メモリー用光集積回路  ・センサ用光集積回路 第4章 光ファイバの新展開 第1節 石英ガラス系機能性光ファイバ(住電・大西 正志氏)  ・分散補償器  ・ファイバグレーティング型  ・高非線形性光ファイバ 第2節 フォトニック結晶における非線形効果の増強とデバイス化(奈良先端大・井上 英幸氏,金光 義彦氏)  ・全反射型一次元フォトニック結晶構造  ・超高速応答と光非線形効果 第3節 非シリカ系ファイバへの期待(無機材研・轟 眞市氏)  ・シリカガラス vs. 非シリカガラス  ・最近の製造技術の進展 第4節 光ファイバセンシング技術の新展開(東大・保立 和夫氏)  ・光ファイバセンシング技術の最新動向概観  ・光ファイバジャイロの実用化動向  ・光ファイバ分布型センシング 第5節 光ファイバグレーティング(昭和電線電纜・野内 健太郎氏)  ・ファイバグレーティングの原理  ・短周期ファイバグレーティング  ・長周期ファイバグレーティング  ・フェムト秒レーザによる長周期ファイバグレーティング 第6節 共鳴領域での深溝回折格子を利用した分波器(産技研・西井 準治氏,ニューガラスフォーラム・中澤 達洋氏,植田 牧子氏)  ・深溝回折格子の設計と機能  ・深溝回折格子の形成  ・深溝回折格子の埋め込み  ・埋め込み回折格子を導入した極微分波器の試作 第7節 新しいフェルールの開発-結晶化ガラスフェルール- (日本電気硝子・坂本 明彦氏)  ・結晶化ガラスフェルールの製造方法  ・線引き法によるGCFの製造  ・GCFを用いた光コネクタの特性 第5章 光で光を制御する素子 第1節 光で光を制御するデバイス半導体光制御デバイス(京大・野田 進氏)  ・変調原理とその特性の解析  ・中赤外サブバンド間遷移による変調実験  ・サブバンド間遷移の短波長化 第2節 希土類元素とその応用(東大・井上 博之氏)  ・理論的背景  ・希土類イオンによる発光  ・希土類イオンの発光設計へ向けて 第3節 希土類を含有するガラスと結晶の特異な挙動(米コーネル大・邱 建栄氏)  ・紫外線及び赤外のフェムト秒レーザの誘起による希土類を含有するガラスと結晶の長残光  ・レーザによる希土類イオンの空間選択的な価数マニピューレーション 第4節 希土類イオンを含有するフォトニクスガラス(鈴鹿高専・和田 憲幸氏,立命館大・小島 一男氏)  ・ZnCl\un{2}系ガラス  ・ゾル-ゲルガラス  ・薄膜 第5節 フェムト秒光スイッチングガラス素子(旭硝子・杉本 直樹氏)  ・非線形光学特性と素子特性  ・非線形光学ガラス材料  ・Bi2O3系ガラスの超高速非線形応答  ・フェムト秒光スイッチングへの応用 第6節 二次,三次高調波ガラス材料とその役割(三重大・那須 弘行氏)  ・二次高調波ガラス  ・三次高調波ガラス 第6章 高密度メモリーを求めて 第1節 フェムト秒パルスレーザによる三次元マイクロファブリケーション -三次元光メモリーへの展開- (徳島大・三澤 弘明氏)  ・三次元光記録の原理  ・三次元光記録を行うためのシステム  ・シリカガラス基板を用いた三次元光記録 第2節 三次元多層光メモリーの光学(阪大・河田 聡氏)  ・リモートアクセス機能と三次元アクセス機能  ・三次元光メモリーのための材料  ・多層光メモリーのため光学系と実験結果  ・実用化の見通し  ・他の次世代光メモリーとの比較 第3節 ホールバーニングの全貌(NTT・光永 正治氏)  ・基本原理  ・メカニズム  ・実験法  ・種々の話題 第4節 希土類イオン付活永続性ホールバーニング材料の開発(名古屋工大・野上 正行氏)  ・希土類イオンドープガラスの作製  ・PSHBへの水酸基の寄与  ・室温ホールバーニング 第7章 新機能創生に期待されるガラス材料 第1節 カルコゲン化物ガラスの未来像(大工研・角野 公平氏)  ・希土類イオンドープカルコゲン化物ガラス  ・非線形光学効果  ・磁気光学効果  ・光誘起現象  ・赤外透過  ・カルコゲン化物ガラスの作製 第2節 フッ化物ガラスに期待する(神戸大・河本 洋二氏)  ・ガラス形成と組成  ・ガラス構造  ・作製技術とガラス形態  ・光学的性質および材料特性  ・フォトニクス機能 第8章 発光素子は未来を招く 第1節 短波長半導体発光デバイス技術の現状と展望(京大・藤田 茂夫氏)  ・青色発光半導体材料  ・ワイドギャップ光半導体材料研究のブレークスルー  ・短波長発光デバイスの現状と応用  ・発光機構 第2節 高出力InGaN青色半導体レーザ(日亜化学・松下 俊雄氏)  ・レーザの構造  ・諸特性  ・欠陥密度と寿命 第3節 希土類蛍光体を用いた白色LEDの現状と将来(日亜化学・市川 将嗣氏,板東 完治氏)  ・白色LED の発光原理と構造  ・YAG蛍光体  ・照明光源としての白色LEDの開発 第4節 多結晶-V族窒化物半導体/異種材料へテロ構造とデバイス応用の研究(阪大・朝日 一氏)  ・多結晶GaN成長  ・石英ガラス基板上多結晶  ・金属基板上多結晶GaN  ・その他の基板上の多結晶GaN 第5節 タリウム系半導体と光通信用温度安定発振波長半導体レーザの研究(阪大・朝日 一氏)  ・TlInGaP(N),TlInGaAs(N)に期待される物性と応用  ・TlInGaAs/InP ダブルヘテロ構造の成長  ・フォトルミネセンス発光特性  ・TlInGaAs/InP DH半導体レーザ 第6節 酸化亜鉛紫外レーザ(東工大・川崎 敬司氏)  ・室温励起子レーザ発振  ・バンドギャップエンジニアリング  ・ZnO混晶を用いた超格子  ・格子整合基板を用いたZnO単結晶薄膜の作製 第7節 微小球レーザの世界(北大・笹木 敬司氏)  ・微小球による光閉じ込め  ・有機色素ドープポリマー微小球レーザ  ・希土類イオンドープガラス微小球レーザ  ・微小球レーザの入出力カップリング 第8節 新材料技術による高性能半導体レーザ -三元基板レーザと量子ドットレーザ-(富士通研・石川 浩氏)  ・三元基板を用いたレーザ  ・量子ドットレーザ 第9章 ディスプレイデバイスの新展開 第1節 カラーPDPの現状と課題(佐賀大・内池 平樹氏)  ・PDPの研究開発の経過  ・カラーPDP開発の現状  ・最近のカラーPDP  ・カラーPDP動作機構に関する研究 第2節 カラーPDP 用蛍光体の現状と開発動向(鳥取大・田中 省作氏)  ・電子ディスプレイ(カラー・テレビ)と蛍光体  ・現行のPDP 用蛍光体の課題  ・最近のPDP 蛍光体の開発動向 第3節 エレクトロルミネッセントディスプレイ(NHK・岡本 真治氏)  ・カラーパネル構造  ・無機薄膜ELディスプレイ  ・有機薄膜ELディスプレイ 第4節 無機EL素子の現状と動向(明治大・三浦 登氏)  ・ZnS:Mn 黄橙色発光素子  ・青色EL材料  ・フルカラーELディスプレイ 第5節 フルカラー無機ELディスプレイの最近の開発動向(鳥取大・田中 省作氏)  ・薄膜ELデバイスの動作機構とEL発光材料  ・発光中心とカラーELディスプレイ    ・遷移金属イオン    ・希土類イオン  ・薄膜発光層/厚膜絶縁層混成構造EL素子  ・ 薄膜発光層/厚膜絶縁層混成構造を用いたカラーELディスプレイ  ・Eu2+を発光中心とするカラー薄膜EL材料 第6節 フィールドエミッションディスプレイ(富士通研・別井 圭一氏)  ・FEDの構造と動作原理  ・さまざまな冷陰極の構造と特徴  ・パネル技術  ・FEDの特長 第7節 微粒子高性能蛍光体と薄膜蛍光体の形成(静岡大・中西 洋一郎氏)  ・電解放射型ディスプレイ  ・微粒子蛍光体の合成  ・薄膜蛍光体の形成 第8節 液晶ディスプレイ(山口東京理科大・小林 駿介氏)  ・液晶分子  ・LCDの動作原理 第9節 ホログラフィックディスプレイ(京都工繊大・久保田 敏弘氏)  ・ホログラフィの原理  ・次元画像ディスプレイ技術としてのホログラフィの特徴  ・ディスプレイのための技術  ・光学的なホログラムと記録材料  ・電子ホログラフィによるディスプレイ 第10節 ライトバルブ方式プロジェクションディスプレイ(三菱電機・鹿間 信介氏)  ・市場と用途  ・LV投写光学系  ・LV技術  ・キーコンポーネント  ・典型的な製品事例 第10章 パッシブなガラス材料をアクティブに    -平尾誘起構造プロジェクトの成果から-(京大・平尾 一之氏) ■第部■ 新しい光機能を如何に実現するか 第1章 総論:アモスタルとコンジュゲート材料の発想(大工研・山下 博志氏)  ・ミクロ現象をマクロ領域で発現するには  ・アモスタル材料の経緯  ・コンジュゲート・マテリアル 第2章 ガラスとフェムト秒レーザ(セントラル硝子・三浦 清貴氏)  ・ガラス内部への超短パルスレーザ照射効果  ・サマリウムイオンの還元反応  ・三次元光誘起屈折率変化  ・ガラス内部への非線形光学結晶育成 第3章 レーザー照射によるナノガラス薄膜の可逆的屈折率変化とその応用(ニューガラスフォーラム・山本 浩貴氏 ほか)%%%,田中 修平氏,平尾 一之氏)  ・集光機能性ナノガラス薄膜  ・ナノガラス薄膜の可逆的屈折率変化  ・ナノガラス薄膜の可逆的屈折率変化のメカニズム推定  ・光ディスクへの応用 第4章 ポーリング技術はどんな機能を材料に付与するか(京都工繊大・田中 勝久氏)  ・ポーリングとは  ・酸化物ガラスのポーリングと二次非線形光学効果  ・熱ポーリングによる強誘電体相の安定化  ・強誘電体結晶の疑似位相整合と第二高調波強度の増大 第5章 金属微粒子分散複合材料を創る-非線型ガラス,特性と組成と調製技術-(松下電器・棚橋 一郎氏)  ・金属微粒子分散複合材料  ・金属微粒子/誘電体複合薄膜材料 第6章 レーザ誘起現象を用いた微細加工技術(大工研・西井 準治氏)  ・レーザ誘起現象  ・レーザ加工に適した固体材料 第7章 フェムト秒レーザーによるガラスの微細加工の現状と将来(京大・平尾 一之氏 ほか)%%%,科学技術振興事業団 フォトンクラフトプロジェクト・邱 建栄氏)  ・なぜフェムト秒レーザーか  ・フェムト秒レーザーによる誘起構造  ・微細な誘起構造の応用  ・今後の課題 第8章 有機分子材料のフェムト秒レーザ表面加工(阪大・細川 陽一郎氏,朝日 剛氏,増原 宏氏)  ・エッチングにおけるレーザパルス幅の効果  ・時間分解測定によるフェムト秒レーザアブレーションの機構解明  ・応用研究への展望 第9章 イオン注入が創り出す新機能:最近の研究(東工大・宮川 仁氏,細野 秀雄氏)  ・イオン注入法の特徴  ・光機能性賦与材料  ・透明酸化物の伝導性制御 第10章 ナノトンネルに光を通す(光素子の超小型化の新しい方法)(阪大・高原 淳一氏)  ・背景  ・回折限界  ・低次元光波の基礎  ・低次元光波伝送路の理論  ・低次元光波伝送路の実験と応用 第11章 ガラスへの重金属酸化物の導入による機能の創出(三重大・神谷 寛一氏)  ・高い屈折率と三次光学非線形性  ・TeO2の特異性と二次光学非線形性  ・紫外域吸収端,高い赤外透過性  ・ガラスへの重金属酸化物の導入法 第12章 レーザーの非線形干渉場露光による無機ガラスと有機ポリマーへの規則構造導入と新しい光機能性付与(京大・平尾 一之氏 ほか),科学技術振興事業団 フォトンクラフトプロジェクト・司 金海氏,邱 建栄氏)  ・Geドープシリカガラスへの2 次非線形光学効果付与  ・カルコゲンガラスの2 次非線形光学効果付与  ・アゾ色素ドープポリマーの2 次非線形光学効果 第13章 自己クローニング法によるフォトニック結晶の作製と応用(東工大・佐藤 尚氏)  ・自己クローニング法  ・機能素子への応用 第14章 光ポーリングが創り出す画像記録・SHG機能(ミノルタ・北岡 賢治氏)  ・光ポーリング法について  ・アゾ色素ドープハイブリッド薄膜の光ポーリング  ・画像処理への応用  ・光変調素子への応用 第15章 ゾル・ゲル法による無機・有機ハイブリッド膜と微細パターニング(近大・峠 登氏)  ・ゾル・ゲル法による無機・有機ハイブリッド  ・ゾル・ゲル膜の微細パターニング技術  ・微細パターニングに用いられるゲル膜 第16章 光機能創出でのゾル・ゲル法の優位性(名工大・野上 正行氏)  ・有機分子とのハイブリッド化  ・ゲルの多孔性を利用した非線形光学材料の作製  ・ゾル・ゲルガラスに多量に残留する水酸基や水の存在を活かしたスペクトルホールバーニングガラスの作製 第17章 ゾル-ゲル法によるナノ粒子分散蛍光ガラスの作製(産技研・李 春 亮氏,安藤 昌儀氏,村瀬 至生氏)  ・半導体ナノ粒子の発光  ・水分散性CdTe ナノ粒子の作製  ・有機アルコキシシラン中への保持 第18章 希土類イオンを添加したガラスの室温永続的スペクトルホールバーニング(名工大・野上 正行氏)  ・永続的スペクトルホールバーニング  ・Eu3+添加ガラスのホールバーニング研究の背景  ・Eu3+添加ガラスの室温永続的ホールバーニング 第19章 環境保全と調和する調製技術(長岡技大・松下 和正氏)  ・製造工程におけるエネルギー消費  ・有害物質の使用抑制 第20章 フォトニック基幹材料としてのシリカガラス(豊田工業大・生嶋 明氏)  ・シリカガラスにおける構造緩和に関する研究  ・紫外光領域における光吸収端  ・シリカガラスに誘起される二次光非線形性 第21章 セラミック固体レーザ(JFCC・池末 明生氏)  ・既存レーザ媒質の問題点  ・透光性セラミックスの現状  ・開発の基本発想  ・Nd:YAGセラミックスの作製方法と一般特性  ・セラミックレーザの特性  ・セラミックス中の散乱源 第22節 強誘電体液晶における自発分極ベクトル転向型高速応答フォトリフラクティブ効果(東京理科大・佐々木 健夫氏)  ・強誘電体液晶  ・自発分極ベクトル転向型フォトリフラクティブ効果 第23章 宇宙環境を利用した微小フォトニクス材料の創製(北陸先端大・南 祐二氏,牧島 亮男氏,NAIS・小西 智也氏,井上 悟氏)  ・ガラスの液-液分相を用いたフォトニクス材料の創製  ・微小重力環境下におけるガラスの液-液分相のその場観察 ■第部■ 光機能ガラスとフォトニック結晶の開発動向 第1章 フォトニックガラス(寺井 良平氏)  ・新しい光ファイバ  ・光導波路の作製技術  ・アクティブ光導波路  ・非線形性ガラス  ・発光・波長変換ガラス  ・光スイッチ・光メモリー  ・マイクロレンズ 第2章 フォトニックガラス材料(寺井 良平氏)  ・高機能ガラス光ファイバの発展とその周辺技術  ・光増幅ガラスおよびその周辺材料・デバイス  ・ポーリング処理による2 次非線形(SHG)の創製  ・三次非線形(THG)ガラスの調製  ・非線形発生の低いガラスファイバ  ・発光能力をもつガラス  ・光メモリ材料ガラス  ・ガラス光導波路と基板の調製  ・マイクロレンズとその成形関連技術 第3章 フォトニック結晶・半導体(速水 諒三氏)  ・非線形光学結晶  ・フォトリフラフティブ他  ・固体レーザ  ・半導体光素子 第4章 フォトニック結晶材料(速水 諒三氏)  ・フォトニック結晶  ・波長変換  ・非線形  ・蛍光  ・光導波路  ・光デバイス  ・非線形  ・蛍光・