フォトニクス(光技術)総覧白書2026年版
■ キーメッセージ 1. 光電融合がパラダイムシフトの中心 AIデータセンターのエネルギー危機を背景に、銅配線から光インターコネクトへの不可逆的なシフトが進行中。2025-2030年にかけて市場... もっと見る
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2025年12月15日
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日本語
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サマリー
■ キーメッセージ 監修・発行: 一般社団法人 次世代社会システム研究開発機構 目次Photonics (Optical Technology) Overview 【 緒言 】【 事業環境・業界・R&Dの概況/市場・投資動向/今後の展開 】1 世界フォトニクス市場の飛躍的拡大:2025-2030年の成長軌道と産業パラダイムシフト
① 製品別セグメントの動向② 用途別セグメントの構造
① データセンターにおける「光電融合」の加速② 新素材と次世代デバイスの台頭③ 政策的支援とサプライチェーンの再構築
① シリコンフォトニクス:最大の収益機会② ヘルスケア・バイオフォトニクス
① 製造プロセスの複雑性と歩留まり② 地政学的リスクとサプライチェーン
① テック巨人による垂直統合とM&A② ベンチャーキャピタル(VC)の選別眼
2 光電融合技術への投資急増:シリコンの限界を突破するゲームチェンジャー
① テック巨人による垂直統合型投資② 国家戦略プロジェクトとしての巨額投資
① Step 1: CPO(Co-Packaged Optics)の実装(~2026年)② Step 2: チップ間光インターコネクト(2027年~)③ Step 3: 光コンピューティング(2030年~)
① AIエネルギー危機(Energy Crunch)の回避② ムーアの法則の延命
① AIアクセラレータ向け光I/O② 次世代通信インフラ(6G)
① 製造コストとパッケージング技術② 標準化の遅れ
3 フォトニクス(光技術)産業・市場の詳細分析
① 情報通信分野② 入出力分野(イメージング・光検出)③ レーザー・光加工分野④ センシング・計測分野⑤ 医療・ヘルスケア分野⑥ 防衛・セキュリティ分野⑦ ディスプレー・固体照明分野⑧ 太陽光発電分野⑨ 持続可能性・環境分野
① シリコンフォトニクスの進展② 量子フォトニクス
① ベンチャー投資と資金調達
① 日本企業② 欧米企業③ スタートアップ・スピンオフ
4 フォトニクス市場の成長ダイナミクス:CAGR 6.43%が示唆する産業構造の転換点
① 成長の二層構造
① AIとデータセンターの光化② インダストリー4.0とスマート製造
① データトラフィックの爆発とエネルギー効率の追求② 高齢化社会と予防医療へのシフト③ 国家戦略としての投資加速
① シリコンフォトニクス・トランシーバー② LiDARとモビリティ・センシング
① 製造と実装の技術的ハードル② 人材不足とサプライチェーン・リスク
① バリューチェーンの統合② ディープテックへの資金流入
5 ベンチャーキャピタル投資動向:AIと量子が呼び込むリスクマネーの奔流
① AI向け光インターコネクトへの集中② 量子フォトニクスの台頭③ 欧州のエコシステム・ファンド
① AIデータセンターのエネルギー危機② 大手テック企業のExit戦略
① 光スイッチングと光I/O② 異種材料集積プラットフォーム
① 量産化の「死の谷」② 人材不足
① シリーズA以降の大型化② 結論6 市場集中度の変化:フォトニクス産業における寡占化と多元化の並行進行
① M&Aによる垂直統合の加速② 半導体巨人によるフォトニクス領域への侵攻
① セグメント1: 大手シスインテグレーター主導の「成熟セグメント」② セグメント2: スタートアップ主導の「高成長セグメント」
① AI需要の非対称性② 規制環境と地政学
① 新興スタートアップにとっての機会② 大手企業にとっての制約
① CVCと戦略投資による「準買収」② ファンド化による「プレイヤーの民主化」
① 大手企業による「囲い込み戦略」の失敗事例② 地域別規制による「市場分裂」
7 デジタルイメージング・フォトニクス2026年以降の市場シナリオ
8 フォトニクス製造プロセス・加工技術の2026年以降の動向
① プロセス別の主要セグメント② アプリケーション別の市場範囲
① 代表例:ナノインプリントリソグラフィシステム市場② その他プロセス装置市場の成長例
① 高NA EUV・先端リソグラフィへの移行② ナノインプリント・EBリソによる「補完」パターニング③ ヘテロジニアス集積と異種基板接合・トランスファー技術④ クリーニング技術とメトロロジーの戦略的重要性⑤ スマートファブ化・自動化・AI活用
① AIデータセンター・5G/6Gによる構造的需要拡大② 微細化と高集積化の継続③ 新材料・新アーキテクチャの導入④ 地域別の投資ドライバー
① 高度ナノパターニング装置(NIL・ナノリソグラフィ)② ウエハクリーニング・表面処理・CMP③ ウエハボンディング・異種基板接合・トランスファー装置④ 検査・メトロロジー・プロセス制御ソフトウェア
① 極めて高い資本集約性と投資サイクル② 技術複雑化と歩留まりリスク③ 人材不足と専門知識の属人化④ サプライチェーンと地政学リスク⑤ 環境規制・ESG要請への対応
9 フォトニクス光技術の集積・パッケージング技術:2026年以降の市場動向
10 フォトニクスレーザー技術の2026年以降市場動向
11 フォトニクス検出・計測デバイスの2026年以降市場動向
12 フォトニクスイメージングシステムの2026年以降市場動向
13 フォトニクス光学部品・素子の2026年以降市場動向
14 フォトニクス測定・設定システムの2026年以降市場動向
15 フォトニクス環境・持続可能性関連テーマの2026年以降市場動向
16 フォトニクスの材料・基板技術市場の2026年以降の動向
① 材料系統別の分類と市場特性② アプリケーション別市場範囲
① 全体市場規模と成長率② 材料別成長率の差異
① シリコンフォトニクスの量産化とSOI基板の標準化② 窒化シリコン材料の急速な普及と多用途化③ III-V族化合物半導体のヘテロジニアス集積化④ グラフェンと新材料による次世代フォトニクス⑤ 有機ポリマーと非線形光学材料への注目⑥ 希土類ドープ材料の用途多様化と環境規制
① データセンター・AI需要による高速インターコネクト材料需要の急増② エネルギー効率とサステナビリティへの要請③ 新興アプリケーションの立ち上がり④ 政府・産業政策による材料・基板産業への投資拡大
① シリコンオンインシュレータ(SOI)基板の量産スケールアップ② 窒化シリコン導波路プラットフォーム③ III-V族化合物のヘテロジニアス集積プロセス④ グラフェン・新材料の商用化⑤ 有機ポリマーと柔軟なフォトニクス
① 技術的複雑性と歩留まり管理② 原材料調達と地政学リスク③ 標準化と設計ガイドラインの不十分性④ 環境規制とサステナビリティ⑤ 競争激化と価格圧力
17 シリコンフォトニクスの2026年以降の動向
① 技術セグメント:標準シリコンフォトニクスと先進シリコンフォトニクス② 光電融合プロセスと300ミリウエハ試作ライン③ アプリケーション別市場範囲
① 全体市場と成長率のレンジ② コンポーネント別・用途別の収益構造
① データセンター・AIインフラ需要による高速インターコネクト需要の爆発② 標準プラットフォーム化とプロセスデザインキットの成熟③ 異種材料集積と先進導波路技術④ 光コム、干渉回路、ニューロモルフィック演算
① データトラフィックとAI需要の構造的増加② エネルギー効率とサステナビリティへの要請③ 地域別成長ドライバー④ 成長見込みの総括
① 高速トランシーバと光電変換モジュール② Co-packaged opticsとチップレット化③ 車載・センシング・医療向けの先進シリコンフォトニクス④ ニューロモルフィック演算と機械学習アクセラレータ
① パッケージングとテストのボトルネック② 高い初期投資と専門人材の不足③ システム統合の複雑性と標準化の遅れ④ サプライチェーンと地政学リスク
18 フォトニクス・デバイス/コンポーネントの2026年以降の動向
① デバイス/コンポーネントの分類② アプリケーション別の市場範囲
① 収益が集中する階層② サブ市場別CAGRイメージ(2025〜2034/35年)
① 1 集積化とシリコンフォトニクス/PICの急速な普及② 2 データセンターとAIワークロードによるトラフィック爆発③ 3 低消費電力とエネルギー効率の最優先化④ 4 新興アプリケーションの拡大(自動車、医療、量子、宇宙通信など)⑤ 5 地域別ダイナミクスとサプライチェーン再編
① 主要な成長ドライバー② 成長見通し(2026〜2035年)
① データセンター向け高速トランシーバとPIC② 自動車用フォトニクス(LiDAR、カメラ、照明)③ 医療・ライフサイエンス向け高付加価値デバイス④ 量子・宇宙通信などフロンティア分野
① 資本集約的な製造・パッケージングとコスト構造② パッケージング・テストの複雑性③ 技術者・設計エコシステムの不足④ サプライチェーンと地政学リスク⑤ 標準化と相互運用性の課題
19 フォトニクス光半導体の2026年以降ビジネス展開と市場シナリオ
① データセンター向けシリコンフォトニクスの需給バランスの歪み② 熱管理と高出力化の技術的課題③ LiDAR搭載自動車向け光半導体の急速な標準化④ コ・パッケージド・オプティクス(CPO)産業化の成否
① 主要成長トレンド② 推進要因と機会③ 市場をリードするセグメント20 フォトニクスレーザ・フォトニクスシステム2026年以降の市場シナリオ
21 広視野角・低消費電力フォトニクスセンサシステム2026年以降の市場シナリオ
22 自動車産業向けの照明・フォトニクスシステム2026年以降の市場シナリオ
23 量子ドット光源技術2026年以降の市場シナリオ
24 バイオフォトニクス2026年以降の市場シナリオ
25 バイオフォトニクス2026年以降の市場シナリオ
26 ナノフォトニクス・プラズモニクス2026年以降の市場シナリオ
27 光通信・テラビット通信システム2026年以降の市場シナリオ
28 環境・エネルギー応用フォトニクス2026年以降の市場シナリオ
29 太陽電池・光エネルギー変換2026年以降の市場シナリオ
30 光電融合・光・電子融合デバイス2026年以降の市場シナリオ
31 フォトニクス光ネットワークシステムプラットフォーム・光ネットワークソリューション2026年以降の市場シナリオ
32 液晶フォトニクス・光制御技術2026年以降の市場シナリオ
33 マイクロ流体・光アクチュエーター2026年以降の市場シナリオ
34 量子光学・単一光子技術2026年以降の市場シナリオ
35 光情報処理2026年以降の市場シナリオ
36 統合型光・電子システム2026年以降の市場シナリオ
37 シリコンフォトニクスと高速インターコネクト基盤2026年以降の市場シナリオ
38 フォトニクス標準化と量子技術基盤2026年以降の市場シナリオ
39 光AI・光ニューラルネットワーク・AI加速2026年以降の市場シナリオ
40 超短パルスレーザー2026年以降の市場シナリオ
41 光の波動性・粒子性を利用した光学コンピューティングの2026年以降のシナリオ
① 技術的ボトルネックと実装課題② 標準化と相互運用性③ 産業エコシステムの成熟度
① 主要トレンド② 市場成長の推進要因③ 市場リーディングセグメント・機会
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)
① 市場概況と俯瞰的ビジネス特性② 注視すべき重要ポイント③ 市場の主要トレンド④ 推進要因・成長見込み⑤ 市場をリードするセグメント(機会)【 業界環境/業界構造/業界動向 】42 国家戦略としてのフォトニクス:経済安全保障の中核へ
① 製造拠点の回帰(Reshoring)② デュアルユース(軍民両用)技術の強化
① チョークポイント(戦略的要衝)の確保② グリーントランスフォーメーション(GX)への貢献
① 国家プロジェクト連動型インフラ② 防衛・宇宙向け光デバイス
① 輸出規制とデカップリング② 補助金競争の弊害
① 官民ファンド(Public-Private Partnership)の役割② 結論43 フォトニクス市場における国際競争激化:技術主権を巡る地政学と企業戦略の最前線
① 米中対立とデカップリングの深化② 欧州の「第3の極」としての立ち位置
① サプライチェーンの武器化(Weaponization)② M&Aによる技術獲得競争
① デュアルユース(軍民両用)技術② サプライチェーン再編支援サービス
① 関税と貿易障壁② 市場の分断(Bifurcation)
① 「地政学リスク」を織り込んだ投資判断② 結論44 フォトニクス供給チェーン構築:地政学が駆動する「多極分散化」戦略
① 北米回帰(Onshoring)の加速② 多地域分散の戦略的重要性
① Raw Materials(原材料)の多元化戦略② Advanced Packaging(高度なパッケージング)の需要拡大
① 地政学的リスクの可視化② 重要技術としての認識の高まり
① 多地域製造プラットフォーム② 先端材料・装置メーカーの台頭
① ナショナリズムによるコスト増② 人材と技術ノウハウの不足
① 官民パートナーシップ(PPP)の深化② 結論45 政学的リスク:フォトニクス産業を襲う米中対立と技術分断の波
① 「シリコンシールド」の脆弱性認識② 対中輸出規制がフォトニクスに与える影響
① 「二重スタック戦略」のコスト負担② 市場規模への負の影響
① 米国の「技術民族主義(Techno-Nationalism)」② 台湾中心の「集中リスク」
① 多地域分散の戦略的価値
① 規制の予測不可能性② 高付加価値産業としての競争力喪失
① 官民ファンドによる「レジリエンス投資」② 結論46 規制環境の変化:フォトニクス産業を変革するサステナビリティ・安全基準の新潮流
① 環境規制がもたらす「光技術採用の加速」② 化学物質規制による「材料開発の困難化」
① 規制遵守による「隠れたコスト」② 大企業との競争格差の拡大
① グリーントランスフォーメーション(GX)への政治的コミットメント② 消費者・投資家による「ESG圧力」
① 「グリーン認証化」による新たな市場形成② 規制対応ソリューション企業の台頭
① 規制間の非協調性がもたらす「過度な負担」② 創新への「規制による阻害」
① 官民連携による「規制対応インフラ投資」② 結論【 市場セグメント 】47 データセンター:フォトニクス市場を再定義する巨大な成長核
① 市場規模とCAGR② セグメント別動向
① 800G から 1.6T への急速なシフト② Co-Packaged Optics (CPO) の台頭③ シリコンフォトニクスの標準化
① AI / 機械学習(ML)ワークロードの爆発② エネルギー効率(Green Data Center)への要求③ 5G / 6G 通信インフラとの統合
① 初期導入コストと技術的複雑性② 熱管理の物理的限界
① 主要プレイヤーと戦略② 地域別動向
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)48 データセンター需要の爆発的増加:AIが駆動するフォトニクス市場の構造転換
① 800G/1.6Tへの高速化シフト② CPO(Co-Packaged Optics)の実装
① AI学習・推論によるトラフィック激増② 電力消費の削減圧力(Green IT)
① シリコンフォトニクス・トランシーバー② アクティブ光ケーブル(AOC)とオンボード光学
① 熱マネジメントと信頼性② サプライチェーンの逼迫
① ハイパースケーラーの内製化とM&A② 結論49 半導体産業への統合:フォトニクスが「チップ」になるパラダイムシフト
① ファウンドリによるプロセス標準化② 異種材料集積(Heterogeneous Integration)の進展
① 帯域幅密度(Bandwidth Density)の飛躍的向上
① 光I/Oチップレット(Optical I/O Chiplets)② アドバンスト・パッケージング(Advanced Packaging)
① 設計ツール(EDA)の未成熟② テスト工程の複雑化
① 半導体マネーの流入② 結論50 医療機器:フォトニクス産業の高成長・高利益セグメント
① グローバル市場規模② セグメント別シェア分布
① 1. AI と機械学習の統合② 2. 最小侵襲手術(MIS)への急速な移行③ 3. 解像度・スピード向上による新応用域の開拓
① 眼科(最大セグメント)② 心臓病学(最速成長分野)③ 皮膚科・美容医学
① 人口高齢化と慢性疾患増加② 医療保険・公的医療制度による安定需要③ 規制環境の支持
① 高額な初期投資と保守コスト② 規制認可の長期化
① 主要企業と製品ラインアップ② ベンチャー投資と M&A
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)51 産業用装置:フォトニクス市場の実質的価値創造エンジン
① グローバル市場規模の推移② 産業別セグメント分布
① 1. ファイバーレーザーの圧倒的支配② 2. EV 電池製造への急速な展開③ 3. 機械ビジョン・AI 統合による自動化の深化④ 4. 自動 3D 印刷の爆発的成長
① 環境規制と製造の効率化圧力② 自動車産業の電動化による需要激増
① 高額な初期資本投資② スキル不足と技術者のボトルネック
① 主要企業② 戦略的投資動向
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)52 自動車:フォトニクス産業における次世代モビリティの中核セグメント
① グローバル市場規模の推移② 地域別の成長格差
① 1. LiDAR の爆発的普及② 2. LED からレーザーへの照明技術シフト③ 3. EV 電池製造でのレーザ加工の標準化④ 4. マイクロ LED による次世代ディスプレイ
① 自動運転・ADAS への急速な規制要求② 中国 EV 市場の爆発的成長③ 消費者の安全・快適性への需要増加④ EV 電動化による新規需要
① 高額な開発・量産化コスト② 供給チェーンの脆弱性
① 主要プレイヤー
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)53 消費者電子機器:フォトニクス産業の最大規模・高成長セグメント
① グローバル市場規模と成長率② 消費者端末別動向
① 1. OLED から マイクロ LED への次世代移行② 2. スマートフォンカメラのマルチセンサ化・高画素化③ 3. AR/VR 光学系の急速な商用化④ 4. CMOS イメージセンサの低照度・高速化
① ストリーミング・ソーシャルメディア文化の拡大② 5G インフラの完成による超大容量データ処理③ AR/VR ゲーミング・メタバースの初期段階社会浸透
① 市場をリードするセグメント
① 高度な製造技術の複雑性② サプライチェーン集中化リスク③ デバイス置換サイクル鈍化
① 主要プレイヤーの戦略
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)54 防衛・宇宙:フォトニクス産業における高度な国家戦略セグメント
① グローバル市場規模の推移
① 1. 光衛星通信(Optical Satcom)の商業化と軍事化② 2. 電子光学(EO/IR)監視システムの高度化③ 3. 量子フォトニクスによる暗号化・センシング革新④ 4. ファイバーオプティック通信の軍事インフラストラクチャ統合⑤ 5. 次世代赤外線技術の民間展開
① 地政学的緊張と防衛予算の増加② メガコンステレーションの軍事転用促進③ 量子技術の民族国家間競争
① 厳格な規制と技術開示制限② 開発・認定期間の極度の長期化
① 主要プレイヤー② 政府投資イニシアティブ
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)55 農業:フォトニクス産業における新興・高成長セグメント
① グローバル市場規模の推移② セグメント別成長動向
① 1. マルチスペクトル/ハイパースペクトルドローンの急速普及② 2. LED 成長照明による室内/垂直農業の革新③ 3. ハイパースペクトル画像処理による品質保証④ 4. IoT・AI 統合による精密変量施用(VRA)⑤ 5. 衛星コンステレーションによる日常監視
① 全球的食糧不足圧力② 気候変動と農地縮小③ エネルギー効率・環境規制の強化④ 劇場労働力不足
① 技術導入の高い初期投資② データ解釈の複雑性③ 規制環境のばらつき
① 主要プレイヤー② 戦略的投資
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)56 スマートシティ:フォトニクス産業における次世代都市インフラセグメント
① グローバル市場規模の推移
① 1. スマート街路照明の爆発的成長② 2. 光ファイバーベース 5G インフラの急速な全域展開③ 3. IoT センサネットワークによる多次元都市監視④ 4. スマートシティの統合プラットフォーム化⑤ 5. 量子通信による超高度なセキュリティの初期実装
① グローバルな都市化と持続可能性要求② エネルギー管理と気候変動対策③ 5G インフラストラクチャ需要
① 開発途上国での低いインフラ整備度② データプライバシーと法的規制の不確定性③ 初期投資コストの高さ
① 主要プレイヤー② 主要投資案件
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)57 IoT:フォトニクス産業におけるコネクティビティ・スケーラビリティの中心セグメント
① グローバル市場規模の推移② 地域別・用途別成長動向
① 1. シリコンフォトニクスの AI データセンター・IoT エッジ展開② 2. フォトニクセンサの IoT・Industry 4.0 統合③ 3. 光ファイバー IoT ネットワークの都市規模展開④ 4. 光統合デバイスと AI・機械学習の統合⑤ 5. 5G/6G ネットワークの光ファイバー基盤化
① AI・クラウドコンピューティングによる無制限のデータ成長② Industry 4.0・スマートマニュファクチャリングの本格化③ 実時間データ処理・遠隔監視需要の爆発
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)58 通信・ネットワーク:フォトニクス産業の最大成長エンジン
① グローバル市場規模推移② 年間成長率(CAGR)
① 光インターコネクト市場の規模推移② シリコンフォトニクストランシーバの主導性
① 推進要因(Market Drivers)② オプティカルインターコネクト主要用途別シェア
① リード成長セグメント② アジア太平洋地域(APAC)での成長機会
① テクノロジー・コスト面の制約② 規制・標準化の遅延③ 供給チェーンの集中化リスク
① 通信・ネットワーク市場の主導企業② 戦略的投資と M&A
① 短期投資対象(2025-2027 年)② 中期(2027-2030 年)【 国家プロジェクト・政策支援 】59 CREST国家課題対応型研究開発推進事業:フォトニクスの戦略的研究支援
① CRESTの目的と基本的枠組み② フォトニクス関連の研究領域
① 光集積回路・光インターコネクト開発② 複数大学・企業の連携体制
① 量子鍵配送(QKD)システム実用化② 単一光子源・検出技術③ 光ベース量子計算プラットフォーム
① 光ニューラルネットワーク・光AI② 光コンピューティングシステムアーキテクチャ
① テラヘルツフォトニクス技術開発② 光・無線統合通信システム
① グリーンフォトニクス・省エネ光通信② 太陽電池・光エネルギー変換
① 領域統括・プログラムオフィサー体制② プロジェクト間の連携・ネットワーキング
① 企業参加・共同研究体制② 知的財産・特許戦略
① 国際共同研究② 国際学会での成果発表
① 博士課程学生の育成② ポスドク・若手研究員の支援③ 研究員の留学・訓練
① 研究成果の実装化② 学術発表・情報公開
① 中間評価・事後評価② 研究費の効率的配分
① 光・AI・量子の統合② 6G・テラビット通信基盤③ 量子インターネット基盤構築
60 EU量子旗艦計画:欧州の量子技術・フォトニクス統合戦略
① 旗艦計画の設立背景と戦略的位置づけ② 旗艦計画の構成と投資規模
① 量子インターネット アライアンス(QIA)② 光子ベースQKD技術開発③ QKD技術標準化
① 光量子プロセッサ開発② 統合光量子計算プラットフォーム③ 量子エラー補正
① 光子ベース量子メトロロジー② 量子光学的計測応用
① 統合光デバイス開発② 光インターコネクト応用
① 欧州の主要大学・研究機関② 産業界の大型企業参加③ 公的研究機関
① 量子インターネット テストベッド② 光技術実験施設
① ITU・ETSI国際標準化② 国際共同研究
① 特許戦略・知的財産保護② ライセンシング・起業支援
① 大学院教育・博士課程② 業界向け研修・スキル向上
① 量子通信ネットワーク実装② 産業応用・市場形成
① 継続的研究投資② 産業化・市場主導③ グローバル競争への継続参加
61 NIST米国半導体政策:フォトニクス技術の国家的推進戦略
① NIST半導体政策の位置づけと背景② 政策の統合的枠組み
① 次世代半導体インターコネクト② 光データセンター基盤③ 光AI加速・次世代コンピューティング
① 統合光デバイス研究② 光インターコネクト製品化③ 製造技術・プロセス開発
① 光スイッチング・ネットワーク② 光トランシーバ普及促進
① 量子鍵配送(QKD)システム開発② 光量子ネットワーク基盤
① IEEE標準化の主導② 国際標準化への関与
① NIST研究所の役割② NSF・ARPA研究支援③ 大学・企業との連携
① 光デバイス製造施設の誘致② サプライチェーン整備
① 高度技術者育成② 国際人材交流
① 特許制度の最適化② 輸出規制・技術流出防止
① 同盟国との技術協力② 中国等への対抗
① 2025-2027年:技術実装・市場投入② 2028-2030年:市場主導権の確保③ 2031年以降:次世代技術開発
62 VICTORIESオープンイノベーションハブ:フォトニクス産業イノベーションの統合推進拠点
① オープンイノベーションハブの定義② VICTORIESハブの階層構造
① 大学・公的研究機関の参加② 大型民間企業の戦略的参加③ ベンチャー・スタートアップ創成
① チップスケール光インターコネクト開発② 光トランシーバモジュール商用化
① 量子鍵配送(QKD)システム実装② 単一光子源・検出技術高度化
① 光ニューラルネットワーク加速器開発② スーパーコンピュータ向け光インターコネクト
① 大学発光技術ベンチャー支援② インキュベーション・メンタリング体制
① シリコンフォトニクス試作・評価施設② 光通信システム・光AI実験施設
① 特許出願・権利管理② ライセンス供与・実施権契約
① 国際標準化への主導② 国際共同研究・連携
① 博士課程学生・ポスドック育成② 研究者交流・キャリア支援
① 初期市場形成・実証事業② 事業化支援・関連施策連携
① 定期的な成果評価② 適応的な戦略調整
① フォトニクス産業の国際競争力強化② オープンイノベーションエコシステムの定着
63 シリコンフォトニクスコンソーシアム:産業化推進の統合プラットフォーム
① コンソーシアムの設立経緯と目的② 参加企業・機関の構成
① 光変調器・光スイッチの高度化② 光検出器・受信フロントエンド③ 光源・キャリア統合
① チップ内光インターコネクト② 光トランシーバモジュール③ データセンター向け光ネットワーク
① IEEE標準化への主導② ITU-T国際標準化③ 業界仕様・技術標準
① 微細加工・ナノプロセス技術② ヘテロエピタキシー・材料統合③ 量産化・歩留まり改善
① シリコンフォトニクス試作施設② 測定・評価施設③ 人材育成・技術研修
① 特許出願・権利管理② ライセンス供与・実施権
① 国際共同研究② 国際学会での発表・情報発信
① 大学教育との連携② 研究者交流・ネットワーク形成
① 初期市場形成② 顧客開拓・OEM関係構築
① 短期(2025-2027年):製品化・市場投入② 中期(2028-2030年):市場拡大・価格低減③ 長期(2031年以降):技術高度化・新市場開拓
① 技術課題② ビジネス課題③ 産業基盤の強化
64 光・量子拠点:フォトニクスと量子技術の統合研究開発基盤
① 拠点の設立背景・国家戦略的位置づけ② 拠点の構成と組織体制
① 高度な光集積回路の開発② 光変調・検出・制御デバイス③ 光ネットワークシステム
① 単一光子技術② 量子光子エンタングルメント③ 量子ネットワーク基盤
① 光子ベース量子ビット② 光量子コンピューティングプラットフォーム
① QKDシステムの高度化② 量子通信ネットワーク
① 光ニューラルネットワーク② 光・量子ハイブリッドAI
① 量子メトロロジー・精密計測② 量子光学的計測
① 光・量子実験施設② 量子デバイス試作施設③ 計算機・シミュレーション環境
① 国際共同研究② 国際標準化への参画
① 博士課程教育・大学院プログラム② ポスドック・若手研究者支援③ 研究者交流・ネットワーク
① 特許出願・権利管理② ライセンシング・起業支援
① 初期市場形成② 政策支援・インフラ整備
① 短期(2025-2027年):技術実証・初期市場形成② 中期(2028-2030年):広範な市場展開・産業化③ 長期(2031年以降):次世代技術開発・新領域開拓
65 光電子融合材料・技術研究:次世代デバイスの統合化基盤
① 光電子融合の定義② 研究開発の主要目標
① シリコン導波路材料② 光変調・検出デバイス材料③ プロセス技術・微細加工
① オンチップ光・電子インターコネクト② 光信号処理・デジタル信号処理統合③ 光源・検出器の統合配置
① 光・電子ハイブリッドLSI② マイクロレゾナータ統合光フィルタ
① 光ニューラルネットワーク・光演算プロセッサ② データセンター向け光AI加速器
① 光による周波数変換・ミキシング② 光アンテナ・光レーダシステム
① バンド工学・ヘテロ接合材料② 量子ドット・ナノ構造フォトニクス③ グラフェン・2次元材料の光電子応用
① 微細加工・リソグラフィ技術② 原子層成長・精密成長技術
① 大学・公的研究機関の連携② 産業界の大型企業参加③ 国際連携研究
① 特許出願・権利確保② ライセンス・実施権供与
① 大学院教育・博士課程学生育成② ポスドック・若手研究員支援
① 初期段階での商用化② 標準化・相互接続性確保
① 3次元集積・チップレット化② 量子・光電子融合デバイス③ グリーン・サステイナブル光電子
66 次世代フォトニクスネットワーク実現:国家戦略による統合的推進
① ネットワークの多層構造② 実現時期と目標値
① 光集積回路・オンチップフォトニクス② 光変調・検出デバイス高度化③ 光源・光ファイバの統合
① 400G・800G・テラビット級光通信の展開② 6G向けテラヘルツフォトニクス③ 光バックホール・キャンパスネットワーク
① 量子鍵配送(QKD)ネットワーク構築② 量子インターネット基盤③ 量子センシング・量子時刻同期
① 光ニューラルネットワーク・AI加速② スーパーコンピュータの光インターコネクト化
① スマートシティ向け光ネットワーク② エネルギー・環境管理③ 医療・健康社会への応用
① 大型企業の参加・投資② ベンチャー・スタートアップの育成③ 海外企業との競争・協業
① 大学での研究人材育成② 研究機関の人材交流
① 共用研究施設の構築② 計算基盤・シミュレーション環境
① 国際標準化への主導② 国際関係の構築
① 特許出願・権利確保② オープンイノベーション
① 実証実験・パイロット事業② 政策・規制対応
① 2030年代のフォトニクスネットワーク像② 国際競争力の維持・強化
67 中国フォトニクス戦略:国家的産業競争力の最速展開
① 国家戦略の背景と位置づけ② 実施組織体制
① 国内5G・6G通信インフラ② 光通信デバイス国産化③ 光データセンター基盤
① シリコンフォトニクスデバイス開発② 製造基盤の構築③ 商用化・市場投入
① 光AI加速器開発② 光・量子ハイブリッド計算
① 量子鍵配送(QKD)システム② 量子インターネット構想
① 原材料・部品の国産化② 製造装置の国産化③ 完成品・システムの商用化
① 主要大学・研究機関② 大学院教育・博士号取得者③ 国際人材獲得
① 国際市場への進出② 知的財産戦略
① 長江デルタ地域② 北京・深圳地域③ その他重点地域
① 5カ年計画での大規模投資② 地方政府による支援
① 過度な競争制限② 技術移転要求
① 技術格差の存在② 国際的規制・制裁
① 国際市場での支配② 産業の自立化
68 米国チップス法:フォトニクス産業基盤の国家的再構築
① チップス法成立の背景② チップス法の構成と投資規模
① 光インターコネクト技術開発② 光デバイス製造基盤構築③ 光AI加速技術開発
① インテルへの投資② TSMC米国工場建設支援③ サムスン米国工場
① NIST・NSF主導の研究支援② 産学協同研究施設
① 大学院教育・技術者養成② 業界向け訓練プログラム③ 国際人材の受け入れ
① 原材料・部品の自給化推進② 関連産業の支援
① 標準化・知的財産戦略② 外国投資の規制・監視
① チップス法ベンチャー支援② 地域経済振興
① アリゾナ・テキサス地域② カリフォルニア地域③ その他地域
① 日本との協力② 欧州との連携
① 工場建設の進捗② 課題と限界
① 米国半導体産業の競争力回復② 継続的な政策支援
【 国際協力・標準化 】69 フォトニクス分野におけるITU-T標準化の国際的枠組みと展開
① SG15の主要な課題(Question)と役割分担
① 光ファイバの物理特性:G.65xシリーズ② 光伝送ネットワーク:OTN(G.709)③ 光アクセスシステム:PONシリーズ
① IEEE 802.3(イーサネット)との連携② OIF(Optical Internetworking Forum)との連携③ IEC TC86との連携
70 フォトニクス分野におけるOIF(Optical Internetworking Forum)の役割と標準化活動
① Implementation Agreement (IA) の位置づけ② 主要なワーキンググループ
① コヒーレント光通信の民主化:400ZR / 800ZR② Co-Packaged Optics (CPO) の枠組み③ 高速電気インターフェース:CEI (Common Electrical I/O)
① コヒーレント技術のアクセス網への「民主化」
① Point-to-Point (P2P) Coherent Optics② Point-to-Multipoint (P2MP) Coherent Optics
① OIFおよびMSAとの連携② 相互運用性イベント(Interop Plugfest)
71 フォトニクス分野における国際学会CLEOの役割と標準化への波及
① 技術プログラム委員会(TPC)の役割② Post-deadline Papers(PDP)のインパクト
① 集積フォトニクスとデータセンター② 次世代光ファイバ技術③ 量子技術とAIハードウェア
72 フォトニクス分野における国際会議OFCの役割と標準化への波及
① 技術プログラムと標準化の接点② 展示会場での相互運用性デモ(Interop Demo)
① OIFによる400ZR / 800ZR / OpenZR+ デモ② Ethernet Allianceによる高速イーサネット実証③ Co-Packaged Optics (CPO) とエネルギー効率
73 フォトニクス分野におけるECOCの役割と標準化への波及
① Market Focus:産業界の標準化戦略② Post-deadline Papers(PDP)の地域的特色
① OIFによるマルチベンダー相互運用性デモ② Ethernet AllianceによるAIと高速イーサネット
74 国際学会におけるフォトニクス標準化の議論:技術的岐路と合意形成
① 議論の背景:物理的限界の接近② 学会での着地点:共存の模索
① DSPレス(LPO)の台頭② 標準化機関の対応
① 「エネルギー効率」の定義論争
75 フォトニクス標準化における技術ライセンスとIP戦略
① フォトニクスにおけるSEPの特性
① 相対交渉(Bilateral Licensing)② パテントプールの活用(MPEG LA / Via Licensing Alliance)
① ファウンドリ経由のライセンス
① Avanciモデルの波及② 係争リスクの増大(パテントトロール)
76 フォトニクス分野におけるIEEE標準化の国際的枠組みと展開
① IEEE Photonics Society標準化委員会(PHO/SC)② グローバル化委員会(Globalization Committee)
① 光通信インフラ:IEEE 802.3(イーサネット)② 光無線通信(LiFi/OWC):IEEE 802.11bb と 802.15.13③ 車載イメージングとセンシング:IEEE P2020④ 集積フォトニクス:IEEE P3112
① IRDS(International Roadmap for Devices and Systems)
【 地域別市場/地域別市場の構造・戦略 】77 日本フォトニクス市場の戦略的再興:CAGR 7.8%が示す成長軌道と「光電融合」のエコシステム
① 成長を支える二つの柱
① 主要セグメントの動向
① 「光電融合」国家プロジェクトの進展② 素材・部材産業の厚み
① 次世代データセンターとHPC② 医療・ヘルスケア分野③ モビリティ・LiDAR
① 国内生産回帰とサプライチェーンの再構築② スタートアップ・エコシステムの規模
① バリューチェーンの垂直統合と連携② 設備投資の重点化
78 日本フォトニクス市場:光技術産業の成長戦略と国家的優位性
① 整体市場規模と成長率
① 精密製造・光ファイバー通信インフラ② シリコンフォトニクス・データセンター相互接続③ 量子技術・IOWN 戦略④ 自動車・LiDAR・次世代センサ
① 主要フォトニクス企業② 量子技術拠点
① 政府投資② 企業・ベンチャー投資
① 量子コンピュータ・光量子技術② シリコンフォトニクス・CPO③ 光スペクトラムアナライザ市場拡大④ 国家量子戦略再構成
79 北米市場の構造的急成長:AIインフラと国家戦略が駆動するフォトニクス産業の最前線
① AIデータセンターのハイパースケール化② 防衛・宇宙分野の高度化
① テック・ジャイアントによる設備投資(CAPEX)② 政策的支援(CHIPS法とNPI)③ ヘルスケア・イノベーション
① データセンター向けシリコンフォトニクス② 車載LiDARと自動運転
① サプライチェーンのボトルネック② 専門人材の争奪戦
① M&Aによるエコシステム形成② 結論80 北米フォトニクス市場:光技術産業の AI 時代への転換と国防優位性確保
① 整体市場規模と成長率
① AI・データセンター光相互接続ブーム② 5G・光ファイバーネットワークインフラ③ 防衛・指向性エネルギー武器投資④ CHIPS Act 国内製造インセンティブ
① 主要フォトニクス企業② 研究機関・政府機関
① 政府投資② 民間投資
① AI・CPO 技術実装加速② 防衛レーザー・指向性エネルギー技術③ 量子コンピュータ・光量子技術④ 北米製造基盤強化
81 欧州フォトニクス市場:光技術による戦略的自立性と持続可能性の実現
① 整体市場規模と成長率
① デジタル政策・FTTH・5G グリーンインフラ② EU 戦略的自立性・デジタル主権③ Silicon Photonics・オンチップ統合光学革新④ 量子フォトニクス・戦略的量子独立性
① 主要フォトニクス企業② 研究機関・国家ハブ
① Horizon Europe 政府投資② EU Chips Act・戦略的投資③ 民間・ベンチャー投資
① Group IV オンチップレーザ開発完成② デジタル主権・量子戦略再構成③ Horizon Europe calls の継続化④ グリーン・スマート照明・再生可能エネルギー応用
82 中国フォトニクス市場:光技術による自主的技術開発と産業自立化の加速
① 整体市場規模と成長率
① 自動運転・LiDAR 国産化戦略② 米国制裁対抗・シリコンフォトニクス自主開発③ 薄膜ニオブ酸リチウム TFLN 国産化④ 5G 高速光ファイバー・光通信展開⑤ AI データセンター・シリコンフォトニクス需要
① 主要フォトニクス企業・LiDAR メーカー② 国家研究機関
① 政府投資・産業政策② 民間企業投資
① シリコンフォトニクス製造パイロットライン相次ぎ稼動② 自動運転・LiDAR 市場拡大加速③ 量子通信・フォトニクス統合④ 国際パートナーシップ拡大
83 アジア太平洋地域の市場覇権:世界シェア45%超を支える製造エコシステムと成長の源泉
① 5G/6Gインフラとデータセンターの爆発的拡大② 半導体ファウンドリのエコシステム③ ディスプレイとコンシューマー市場
① 国家戦略による強力な後押し② 製造サプライチェーンの完結性③ 急速なデジタル化と都市化
① 光トランシーバーとモジュール② 車載LiDAR
① 地政学的リスクと技術摩擦② 労働コストの上昇
① 地域内投資の活発化② 結論84 アジア太平洋フォトニクス市場:光技術産業による地域自立化と高度化の推進
① 整体市場規模と成長率
① インド PLI スキーム・国内光産業クラスター化② 中国シリコンフォトニクス・自主開発加速③ 日本精密光学・量子フォトニクス投資④ 台湾ファウンドリエコシステム・光電子統合⑤ 5G/6G 展開・高速光通信需要⑥ 自動運転・固体状態 LiDAR 普及加速
① 主要光学・光子学企業② 研究機関・国家投資体
① 政府投資・戦略的支援② 民間企業投資
① シリコンフォトニクス・TFLN 量産化開始② 固体状態 LiDAR・自動運転市場拡大③ 5G/6G コヒーレント光学統合④ 量子フォトニクス・APAC 研究集約化
85 東南アジアフォトニクス市場:光技術によるデジタルインフラ整備と地域統合発展
① 整体市場規模と成長率
① 5G・光ファイバーネットワーク全域展開② スマートシティ・Industry 4.0 推進③ LED 照明・スマート照明・グリーンフォトニクス④ ベトナム・タイ・シンガポール・マレーシアの光学製造ハブ化
① 主要光学・光通信企業② 研究機関・技術ハブ
① 政府投資・戦略計画② 民間企業投資
① Asia Photonics Expo 2025(2月26-28日 Singapore)② 光ファイバー敷設インフラの急加速③ スマートシティ・Industrial IoT 統合拡大④ ベトナム・タイ・シンガポールの光学製造ハブ化
86 インドフォトニクス市場:光技術による デジタルインフラ整備と製造産業化の加速
① 整体市場規模と成長率
① 5G 展開・高速光通信需要② BharatNet 光ファイバー全域敷設戦略③ PLI スキーム・半導体・光学製造補助金④ IIT Madras シリコンフォトニクス研究センター・量子フォトニクス戦略⑤ スマートシティ・IoT・医療フォトニクス需要
① 主要光学・通信企業② 研究機関・公的ハブ
① 政府投資・PLI スキーム② 研究機関投資③ 民間投資・ベンチャー
① IIT Madras シリコンフォトニクス研究センター運用加速② PLI スキーム投資拡大・新規施設確定③ 5G・BharatNet デプロイメント加速④ 医療フォトニクス・スマートシティ統合
87 韓国フォトニクス市場:光統合回路・シリコンフォトニクスによる高度フォトニクス産業の統合展開
① 整体市場規模と成長率
① ディスプレイ産業・OLED・microLED・量子ドット技術② 5G・データセンター・高速通信基盤③ 自動運転・LiDAR 産業化
① 主要フォトニクス企業② 研究機関・大学
① 政府投資・フォトニクス戦略② 民間企業投資
① 光統合回路・シリコンフォトニクス量産化加速② LiDAR 技術高度化・固体状態 LiDAR 普及③ AR・VR・メタバース用光学ディスプレイ技術
88 台湾フォトニクス市場:光統合回路・共梱光学による AI 時代の光技術産業基盤
① 整体市場規模と成長率
① TSMC ファウンドリ・シリコンフォトニクス主導② 共梱光学(CPO)・AI データセンター高速化③ 5G・光ファイバーインフラ・次世代通信基盤④ 光統合回路(PIC)・光モジュール国産化⑤ EV・自動運転・LiDAR・光相互接続統合
① 主要フォトニクス・半導体企業② 研究機関・大学
① 政府投資・次世代通信プログラム② 民間企業投資
① 共梱光学(CPO)・AI サーバー統合加速② シリコンフォトニクス・光統合回路量産化加速③ EV・自動運転向け光相互接続統合
89 ASEAN フォトニクス市場:光通信・LED・光統合回路による地域デジタル基盤の構築
① 整体市場規模と成長率
① 5G インフラ展開・高速光ファイバー敷設② スマートシティ・Industrial IoT・デジタル化戦略③ LED・光学照明・グリーンフォトニクス政策④ データセンター・AI インフラ統合
① 主要フォトニクス・通信企業② 地域研究機関・ハブ
① 政府投資・戦略計画② 民間企業投資
① Asia Photonics Expo 2025(Singapore)② 5G・光ファイバー敷設インフラ急加速③ スマートシティ・Industrial IoT 統合拡大④ データセンター・AI インフラ展開
【 エンドユーザー 】90 メディア・放送・通信:フォトニクス技術による次世代ネットワーク基盤の構築
① フェーズ 1:5G/光ファイバー基盤の全国展開段階(2025-2027年)② フェーズ 2:8K/超高容量放送システムと量子通信セキュリティの初期商用段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:シリコンフォトニクス統合・6G 量子通信ネットワークの標準化段階(2029-2030年以降)
① 通信事業者(Telcos)② 放送・メディア企業③ データセンター・クラウド企業④ 政府・セキュリティ機関
① 高容量長距離データ伝送② 4K/8K 放送・映像ストリーミング③ 5G/6G モバイルネットワーク④ 量子通信・暗号化セキュリティ⑤ ファイバーワイヤレス(Fi-Wi)屋内通信
91 家電メーカー:フォトニクス技術による スマートホーム革新の実装
① フェーズ 1:スマート冷蔵庫・キッチン家電への大型ディスプレイ・AI ビジョン搭載段階(2025-2027年)② フェーズ 2:RGB-Mini LED TV・透明 OLED・ゲーミングディスプレイの商用段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:AI 統合エネルギー管理・全家電相互接続システムの標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型家電メーカー(Samsung、LG、Midea、Haier、Hisense)② IoT LED スマート照明メーカー
① スマート冷蔵庫・キッチン家電の中央ハブ化② 次世代映像表示体験(RGB-Mini LED/OLED/透明 OLED)③ AI 統合スマートホームエネルギー管理④ IoT LED スマート照明による省エネ・快適性向上
92 医療機関:フォトニクス技術による診断・治療の高度化と臨床統合
① フェーズ 1:OCT・蛍光内視鏡システムの大型病院・外来診療施設への標準導入段階(2025-2027年)② フェーズ 2:AI 統合光学診断システムと自動化ワークフローの臨床統合段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:ポータブル・コンパクト光学システムと遠隔医療統合の標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型総合病院・医療センター② 眼科専門クリニック・外来診療施設③ 消化器内科・内視鏡センター④ 歯科診療所・デンタルクリニック
① 診断精度向上・スクリーニング自動化② 手術・治療のリアルタイムガイダンス③ 患者安全性向上・医療ニアミス削減④ 費用効率・医療アクセス改善
93 安全・防衛機関:フォトニクス技術による次世代脅威検知と国家セキュリティ強化
① フェーズ 1:EO/IR・SWIR 監視システムの国境・施設防衛への統合展開段階(2025-2027年)② フェーズ 2:AI 統合脅威検知プラットフォームと自動応答システムの運用段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:量子耐性暗号化・QKD 統合セキュリティの標準化段階(2029-2030年以降)
① 国防省・軍事組織② 国境警備・移民管理機関③ 公安・捜査機関④ サイバーセキュリティ・インフラ保護機関
① 全領域監視・脅威早期検知② 精密ターゲティング・戦術応用③ 鑑識捜査・犯罪解決④ 量子耐性通信セキュリティ
94 工業メーカー:フォトニクス技術による Industry 4.0 革新と生産性向上
① フェーズ 1:AI 統合ビジョン検査と自動欠陥検出システムの大型工場への標準導入段階(2025-2027年)② フェーズ 2:リアルタイムプロセス最適化と予測品質管理システムの導入段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:完全自動化・自己最適化スマートファクトリーの実現段階(2029-2030年以降)
① 半導体製造業② 自動車製造③ 電子部品・PCB 製造④ 重機械・汎用機械メーカー
① 品質管理・欠陥検出② 生産効率・スループット向上③ プロセス最適化・予測保全④ コスト削減・廃棄物削減
95 通信事業者:フォトニクス技術による 5G/6G ネットワークインフラの急速展開
① フェーズ 1:5G FTTH・FTTT・PON 統合ネットワークの全国展開段階(2025-2027年)② フェーズ 2:5G SA・フロントホール PON 統合と AI 最適化ネットワークの本格導入段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:6G 光フロントホール・全域ハイブリッド無線-光ネットワークの標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型通信事業者(AT&T・Verizon・Deutsche Telekom・NTT ドコモ)② データセンター統合企業(クラウドプロバイダ統合型通信事業者)③ 新興市場通信事業者(インド・東南アジア)
① FTTH・FTTT インフラ展開・アクセス層光化② 5G フロントホール・バックホール統合③ データセンター相互接続光学④ 6G 準備・次世代ネットワーク研究
96 クラウドプロバイダー:フォトニクス技術による AI コンピューティングインフラの加速化
① フェーズ 1:400G/800G 光トランシーバのデータセンター全面展開段階(2025-2027年)② フェーズ 2:共同パッケージ光学(CPO)と光エンジン統合の初期商用段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:光 I/O・完全統合フォトニクス CPO の標準化段階(2029-2030年以降)
① ハイパースケール事業者(Google・Meta・Amazon・Microsoft Azure)② コロケーション・エンタープライズデータセンター③ ネットワーク・通信インフラベンダー
① AI 訓練・推論インフラの超大規模化② データセンター内(Intra-DC)相互接続③ データセンター間(Inter-DC)相互接続④ 消費電力削減・脱炭素化
97 自動車メーカー:フォトニクス技術による自動運転知覚システムの急速展開
① フェーズ 1:LiDAR 搭載 ADAS・中級自動運転機能の大量普及段階(2025-2027年)② フェーズ 2:ソリッドステート LiDAR・チップ統合・デジタル LiDAR の商用段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:赤外線・多波長センサ統合と 4D LiDAR(速度計測)の標準化段階(2029-2030年以降)
① 大型国際自動車メーカー(BMW・Volvo・Ford・Audi)② 中国新興 EV メーカー(BYD・NIO・理想汽车・小鹏汽车)③ 伝統自動車サプライヤー(Valeo・Continental・Bosch)
① 自動運転・ADAS 知覚システム② 悪天候・低視認条件下での知覚強化③ センサフュージョン統合知覚④ 4D LiDAR・将来型知覚
98 ロボット企業:フォトニクス技術による次世代ロボット知覚・自動化の実装
① フェーズ 1:機械ビジョン・3D 知覚システムの工業用ロボット統合段階(2025-2027年)② フェーズ 2:固体状態 LiDAR・光ビームステアリング・ AI 統合ナビゲーションの AMR 展開段階(2027-2029年)③ フェーズ 3:マルチモーダルセンサフュージョン・ヒューマノイドロボット知覚の標準化段階(2029-2030年以降)
① 工業用ロボットメーカー(FANUC・ABB・KUKA)② 自律移動ロボット(AMR)メーカー(MiR・Clearpath・ABB)③ ヒューマノイドロボット企業(Tesla・Boston Dynamics・Figure)
① 工業用ロボット・品質管理② 自律移動ロボット・ナビゲーション③ ヒューマノイドロボット・環境理解④ ロボット操作・掴取タスク
99 建築・建設:フォトニクス技術による次世代スマートビルディングの実装
① フェーズ 1:構造ヘルスモニタリング(SHM)の初期商用段階(2025-2027年)② フェーズ 2:スマートビル IoT センサネットワークの統合拡大(2027-2029年)③ フェーズ 3:AI 統合予測保全・自律管理システムの標準化(2029-2030年以降)
① 橋梁・トンネル・地下インフラ② 高層建築物・商業施設③ 歴史的建造物・文化遺産
① 構造安全性・ヘルスモニタリング② エネルギー管理・持続可能性③ 占有者ウェルネス・快適性④ 予測保全・運用効率
【 販売チャネル 】100 フォトニクス産業における代理店販売戦略:流通ネットワークによる市場統合化
① フォトニクス産業における代理店の役割
① 地域市場浸透・ローカルカバレッジ拡大② 在庫管理・物流効率化③ 付加価値サービス・テクニカルサポート④ 顧客セグメント特化・市場別ニーズ対応
① 中堅・中小企業向け代理店販売② 地域・国別流通パートナーシップ③ OEM・産業装置メーカー向けチャネル
① 代理店契約・インセンティブ構造② 代理店研修・技術サポート体制③ 在庫・需給計画協調
① 中層流通・多段階代理店構造の形成② メーカーの流通戦略内部化・管理強化③ デジタル代理店・オンライン流通モデル出現
① 流通マージン・価格競争② 品質管理・サービス品質差異③ 代理店パフォーマンス管理困難性
① オムニチャネル販売戦略② 代理店との付加価値パートナーシップ
101 フォトニクス産業における OEM 提供モデル:垂直統合と設計製造統合による高度ソリューション
① フォトニクス OEM サービスの概念
① カスタム設計・顧客仕様対応② 垂直統合・エンドツーエンド責任③ 品質・規制要件対応④ 量産化・スケーラビリティ
① 医療診断・治療デバイス向け OEM サービス② 自動運転・ADAS 向け統合光学ソリューション③ 工業用レーザシステム・材料加工向け OEM
① 共同開発・協業体制② 設計最適化・DfM 統合③ 試作・量産準備・スケーリング
① 顧客企業の内部開発縮小・外部委譲拡大② OEM 企業の技術蓄積・市場支配力強化③ サプライチェーン・生産能力集中
① 顧客ロックイン・依存度上昇② 知的財産・技術流出リスク③ 開発期間・コスト課題
102 フォトニクス産業におけるオンラインマーケットプレイス戦略:デジタル流通による市場透明化と顧客基盤拡大
① フォトニクス産業のオンラインマーケットプレイスの概念
① 供給源の多元化・透明性向上② 価格競争・コスト削減③ 納期管理・在庫効率化④ 技術情報・サポート統合
① B2B 調達プラットフォーム(Alibaba・Global Sources)② MRO カテゴリプラットフォーム(Amazon Business・Grainger)③ 専門 B2B マーケットプレイス(光学・フォトニクス特化)
① メーカー登録・サプライヤープロファイル構築② 顧客評価・レピュテーション管理③ リアルタイム在庫・注文管理システム統合④ ロジスティクス・国際物流統合
① 中小企業・ベンチャーの市場参入促進② ディストリビューター・代理店ビジネスモデルへの影響③ 品質・規制要件への対応圧力
① 複雑・カスタム製品の取扱困難性② 品質管理・知的財産リスク③ 物流・配送遅延・返品リスク
① オムニチャネル販売戦略② メーカー直営オンラインストア③ 技術パートナー・チャネルパートナー統合
103 フォトニクス産業におけるシステムインテグレーター:光学複雑化時代の統合ソリューション提供モデル
① フォトニクス産業におけるシステムインテグレーターの概念
① 複雑光学系の設計最適化・エンジニアリング支援② 複数ベンダー・複数技術統合管理③ 製造・量産化・テスト・検証サポート④ 運用支援・カスタマーサービス統合
① 自動運転・ADAS 向け LiDAR システム統合② データセンター・光相互接続システム統合③ 医療・生命科学フォトニクスシステム統合④ 製造業・センシングシステム統合
① 顧客要件分析・概念設計段階② 詳細設計・シミュレーション最適化③ プロトタイプ開発・検証試験④ 量産設計・製造統合・品質管理
① 顧客企業の内部エンジニアリング機能外部委譲② SI 企業の技術蓄積・競争優位強化③ ツール・ソフトウェア企業の台頭
① 複雑性の急速増大・技術標準化遅延② 高い初期投資・固定費負担③ 知的財産・技術流出リスク
104 フォトニクス産業における技術パートナーシップ:エコシステム統合による産業革新の加速
① フォトニクス産業における技術パートナーシップの概念
① 設計ツール・PDK・IP の共有・標準化② ファウンドリ・製造能力の統合アクセス③ 資金・投資へのアクセス④ 先端技術の共同開発・横断的ノウハウ共有
① エコシステム型パートナーシップ(PhotonDelta・CORNERSTONE C-PIC)② 技術統合パートナーシップ(Sivers-POET・OpenLight-DoplayDo)③ 学研機関連携パートナーシップ(IIT Madras-SilTerra・A*STAR-GlobalFoundries)④ 標準化・オープンプラットフォーム型パートナーシップ(CORNERSTONE C-PIC・GDSFactory)
① パートナーシップ契約・役割分担② 共有インフラ・ツール・リソース提供③ 設計・技術サポート体制④ 知財・IP 管理・秘密保持
① ファウンドリ産業の民主化・参入障壁低減② 設計ツール・EDA 業界の再編成③ ベンチャー・中堅企業の市場参入加速④ 国際協業・地政学的リスク管理
① IP 紛争・秘密保持リスク② 意思決定遅延・標準化困難③ 参加企業の選別・エコシステム安定性
① ハイブリッド型開発戦略② オープンイノベーション・コミュニティ型プラットフォーム
105 フォトニクス産業におけるライセンス供与モデル:技術資産の有効活用による市場統合化
① フォトニクス産業におけるライセンス供与の概念
① PDK・設計資産への低コストアクセス② 知的財産・特許保護による競争優位③ 継続的収益流・安定経営④ ライセンサーへの技術トレンド情報・市場フィードバック
① PDK・設計資産ライセンス(AIM Photonics・SMART Photonics)② 特許・技術ロイヤルティライセンス(Seoul Semiconductor・Corning)③ 交差ライセンス(Cross-License)協定④ 学研機関ライセンス・技術移転(MIT・IIT-Madras)
① PDK・IP評価・ライセンス対象資産定義② ライセンス契約・ロイヤルティ設定③ オンボーディング・技術サポート④ ライセンス管理・アップデート・知財保護
① 参入障壁の層別化・差別化戦略② 知的財産・特許ポートフォリオの戦略化③ PDK・設計ツール標準化の加速
① ライセンス紛争・特許訴訟リスク② PDK・技術ノウハウ流出リスク③ ロイヤルティレート交渉・市場価格決定困難
① 排他的・非排他的ライセンス戦略② オープンソース・オープンアクセス型モデル
106 フォトニクス産業における直接販売戦略:高度な光技術の市場統合化
① フォトニクス産業での直接販売の役割
① エンタープライズ顧客との統合関係構築② 技術革新・カスタマイズの加速③ 利益率向上・流通マージン削減④ 顧客データ・市場インテリジェンス獲得
① データセンター・クラウドプロバイダ向け直接販売② OEM・自動車・医療機器メーカー向け営業③ 通信事業者・キャリア向け直接営業
① 営業チーム・技術サポートの配置② 長期コントラクト・パートナーシップ構築③ デジタル・自動化営業ツール統合
① メーカーの垂直統合・戦略的 M&A② 中堅・ベンチャー企業の市場参入促進③ 流通パートナーの機能転換・利益構造変化
① 営業体制構築・人材投資コスト② 地理的カバレッジ・市場統合の困難性③ 供給・納期管理の複雑化
① ハイブリッド営業モデルの採用② テクノロジーパートナー・チャネルパートナー統合
【 先端研究開発技術 】107 ナノフォトニクス
① 表面プラズモンの基礎原理② 表面プラズモンポラリトン(SPP)③ 表面プラズモン共鳴(SPR)バイオセンシング④ 光ナノアンテナ
① プラズモニック導波路と光フォノニクス② 表面プラズモンレーザ
① メタマテリアルの基本概念② 負屈折率メタマテリアル③ メタレンズと光学集積
① 光の偏光状態とナノアンテナ設計② キラル光学とプラズモニック円二色性
① プラズモニック生体センサ② 単一ナノ粒子検出③ 光音響(Photoacoustic)イメージング
① 単一光子源② 強結合と化学反応への応用
① プラズモニック光スイッチ② ナノスケール光源
① 製造技術と制御精度② 損失の克服③ マルチスケール統合108 薄膜フォトニクス
① 干涉の条件と光学厚さ② 薄膜の設計ルール
① 単層 AR 膜の原理② 多層 AR 膜と広帯域化
① ブラッグ反射と分布ブラッグ反射器(DBR)② レーザミラーと光共振器
① インターフェロメトリックフィルタ② テレコム帯フィルタと WDM システム
① 耐摩耗性コーティングと硬化膜② 撥水・撥油コーティング
① ストリップロードとリッジ導波路② 光スプリッタと干渉計
① 準位相整合と周期分極反転構造② 薄膜導波路での非線形効果
① 表面プラズモン共鳴(SPR)とセンシング② 薄膜干渉計とセンシング
① 電子ビーム蒸着法② スパッタリング法③ 原子層堆積(ALD)
① 大面積均一性と歩留まり② 環境安定性と長期信頼性③ 次世代デバイスへの応用109 メンブレン化合物半導体
① エピタキシー成長とバッファ層の利用② 膜の転置と異種基板への接合③ スマートカットプロセス
① 縦共振器表面放出レーザ(VCSEL)② 光変調器と電光デバイス③ 光検出器と受光デバイス
① マルチジャンクション太陽電池(MJSC)② 軽量・フレキシブル太陽電池
① シリコンフォトニクスとのハイブリッド統合② ヘテロジャンクション構造の設計
① 二次高調波生成(SHG)② パラメトリック光学
① 量子ドットと単一光子発生② 量子情報処理への応用
① メンブレン PIC プラットフォーム② 波導路設計と光配線
① 高効率LED と窒化物半導体
① 膜転置の信頼性と量産化② コスト低減と産業化③ 新規材料システムの開発110 光電子融合
① シリコンフォトニクス技術の発展② 光導波路と光変調器③ シリコンフォトニクス光検出器
① ハイブリッド統合と異種材料の組み合わせ② オンチップ光源の実装
① 光インターコネクト② ディープラーニングと光演算加速器
① 光イメージングセンサと信号処理の統合② 光ファイバセンシングと信号処理
① 量子光子と古典電子の相互作用② 量子鍵配送(QKD)システム
① フォトニック・ニューロモルフィック計算
① 周波数梳の生成と安定化② マイクロコムと集積化
① チタン拡散導波路と電気光学変調
① 光・電子の役割分担の最適化② 消費電力と遅延の最適化
① 異種材料統合の信頼性② コスト低減と大量生産③ 次世代通信への活用111 光学計算
① 干渉現象を利用した論理ゲート② マイケルソン干渉計による光論理
① 液晶空間光変調器の原理② 行列演算への応用
① スパイキングニューラルネットワークと光実装② 光ニューロンと可塑性
① レンズによるフーリエ変換② 光学パターン認識
① 可変結合重みと光変調
① 三次元ホログラムによるデータ保存② 光学アドレッシング
① 線形光学量子計算(LQC)② 単一光子ソースと量子ゲート
① オンチップ光学行列乗算② ディープラーニング推論への応用
① 光学コンピュータビジョン
① 集積フォトニック計算チップ② フォトニックニューロプロセッサ
① スケーラビリティと統合度② 光源と検出器の性能③ エネルギー効率と経済性112 ニューロモルフィック光学
① スパイク信号と時間符号化② 膜電位の統合と発火メカニズム
① 光学シナプスの設計原理② スパイク時間依存可塑性(STDP)③ ニューロモデュレーション
① シリコンフォトニクスニューロン② 波導路ネットワークの設計
① 連続値処理と勾配型計算
① 不揮発性光メモリと情報保持② ショートタームとロングターム可塑性
① 予測誤差と脳の情報処理
① 光学的特徴抽出② 光的セッション形成
① 動的ネットワークの再構成② 学習と適応の時間スケール
① 神経形態的ロボット制御② 生物信号処理
① 強化学習の光実装② メタ学習と適応アルゴリズム
① チップスケーリング
① エネルギー効率の実現② システム統合と標準化③ 次世代AI 推論への展開113 メタフォトニクス
① 有効媒質理論と構成パラメータ② 負屈折率の実現条件③ 周波数選別性と狭帯域化
① サーフェスの概念と設計② 幾何学的位相(geometric phase)とメタレンズ③ メタホログラム
① 動的制御と外場応答② 液晶統合メタサーフェス③ メモリー機能と可逆変化
① 超焦点レンズと3Dイメージング② 完全吸収体と熱センサ③ 偏光制御と光通信④ 量子光学とエンタングル光子対の生成
① ナノ加工技術と微細化② プラズモニック金属構造の最適化③ 多層構造と垂直統合
① 損失補償と利得媒質の統合② 大規模実装と低コスト化③ マルチファンクショナリティ114 トポロジカルフォトニクス
① フォトニッククリスタルのバンド構造② チャーン数とトポロジカル分類③ 時間反転対称性の破れ
① ファラデー効果と磁性フォトニック構造② 非可逆光隔離と光学アイソレータ
① トポロジカルエッジ状態の存在② エッジ状態の非可逆伝送特性
① 量子ホール効果との類似性② 光的ホール効果とゲージ場
① 非線形効果による時間反転対称性破れ② 機械的駆動によるトポロジー制御
① ハニカム格子とディラック点② カギュー格子とフラットバンド
① 光通信での非相反性② センシングと計測③ 量子光学と量子コンピュータ
① キラルエッジ状態の直接観測② 統合フォトニクスプラットフォームでの実装
① 3次元トポロジカル構造の実現② 損失の低減と効率改善③ 室温動的制御115 モアレフォトニクス
① 周期構造の重ね合わせと周期性② 二次元モアレと回転角度の最適化
① フォトニッククリスタル(PC)の設計と周期性② モアレ PC によるバンド構造の変化③ 局在モード(Localized Mode)とモアレトラップ
① 超格子(Superlattice)の形成② バンドフォールディング(Band Folding)
① 非線形光学プロセスの効率化② 高調波生成(Harmonic Generation)とモアレ構造
① 機械的変形によるモアレ動的制御② 液晶と光学的モアレ変調
① モアレ構造のトポロジー的性質② モアレトポロジカル状態
① 波長選別とフィルタリング② 格子定数アレイと多機能光学③ AR/VR 光学素子への応用
① 数値シミュレーション② 機械学習と最適設計
① 精密加工技術の確立② スケーラビリティと大面積化③ 新規な物理現象の探求116 チラルフォトニクス
① 円偏光と光学回転② 円二色性(CD)スペクトロスコピー
① キラルメタアトムの設計② メタサーフェスによる円偏光変換③ キラル共鳴と増強円二色性
① キラルプラズモニクスとキラルナノ粒子② 光ナノアンテナのキラル設計
① 軌道角運動量と渦光② キラル構造による OAM 生成と変換
① キラル光学共振器とキラル発光② キラル物質の高感度検出
① 生物由来のキラル構造② バイオミメティクスとキラルデバイス
① キラルな二次高調波生成(SHG)② キラルな和周波生成(SFG)
① キラル単一光子源
① 医療診断と生化学分析② 偏光光学フィルタと円偏光素子③ 光通信とキラル符号化
① 製造精度と安定性② 損失低減と効率改善117 非線形フォトニクス
① SHG の基本原理と非線形感受率② 位相整合条件(Phase Matching)③ SHG 応用例とレーザ周波数変換
① THG の物理機構② 和周波生成(SFG)と差周波生成(DFG)
① パラメトリック増幅(OPA)と発振(OPO)② パラメトリック下変換(SPDC)と量子光学
① カー効果の物理と屈折率変化② 自己焦点化(Self-focusing)と自己位相変調(SPM)
① モード同期とソリトン伝搬② チャープパルス増幅(CPA)法
① 非線形感受率が大きい材料② 非線形メタマテリアルと高次効果の増強
① レーザ周波数変換と多波長光源② 高強度レーザ応用と材料加工③ 光波形制御と位相変調④ 非線形光学センシング
① 非線形効率の向上と損失低減② 極限的な短波長・高周波数領域の開拓③ 集積非線形フォトニクス118 光スピントロニクス
① ファラデー回転と磁化の相互作用② 磁気光学カー効果(MOKE)
① スピンホール効果(SHE)の基本② 光スピン注入と磁化制御
① 磁性多層膜とスピン偏極光② 磁性ナノドットと光磁気ナノ構造
① 超高速磁化反転メカニズム② 磁性ナノ構造における光トルク
① スピン流と光励起② 光バレー効果と谷分極
① ジャイロトロピック磁性フォトニック結晶② 光的ホール効果と磁性構造
① 光隔離素子と非相反光学② 磁気記録と光磁気効果
① 光熱効果を利用した磁化制御
① 単一光子と磁性② 量子もつれと磁性相関
① 超高速磁気記録② 光磁気スイッチと光学デバイス③ 統合光磁気フォトニクス119 フォトニック結晶
① 層状構造と光干渉② 1D PC のバンド構造
① 2D PC の設計と対称性② 2D PC の局在共振と Q 値③ 導波路と光の操作
① 3D PC の完全バンドギャップ② 3D PC の製造技術
① 分散関係の平坦化と群速度② スローライト応用と光増幅
① 負屈折率の実現② 完全レンズと超分解能
① 準結晶構造と準周期性② 準結晶の光学特性
① 点欠陥と球面共振器② 欠陥導波路と光配線
① 可変 PC と光学スイッチ② 光制御と光スイッチング
① 光通信と WDM フィルタ② 単一光子源と量子光学③ 医療イメージングと生物センシング④ 太陽電池と光収集
① 製造精度と大面積化② 損失低減と材料開発③ 3D PC の実装120 光学的メタマテリアル
① 有効誘電率と有効透磁率② 負屈折率の実現条件
① 分割リング共振器(SRR)② プラズモニックメタアトム③ キラルメタアトム
① 負屈折による光学効果② 完全レンズ(Perfect Lens)
① テラヘルツ領域でのメタマテリアル② THz レーザとイメージング
① トポロジカルメタマテリアル② 非局所メタマテリアル
① メタサーフェスの設計原理② 幾何学的位相(Geometric Phase)③ メタレンズ
① 非線形光学応答の増幅② チューナブルメタマテリアル
① メタマテリアル吸収体の設計② 応用:赤外センサと太陽電池
① 微細加工プロセス② 自己組織化と低コスト製造
① 光集積回路とナノフォトニクス② ホログラフィと立体表示③ 医療イメージングと診断④ 次世代通信システム
① 損失低減と効率改善② スケーラビリティと大面積化③ 多機能統合メタマテリアル121 次世代フォトニクスネットワーク
① シングルモード光ファイバ(SMF)と波長多重化② コア多重化と空間分割多重化
① エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)② ラマン増幅と光ファイバの有効性③ 光ファイバの非線形効果の制御
① 強度変調・直接検波(IM-DD)② デジタルコヒーレント技術③ AI による信号復調の最適化
① オンチップ光デバイスの統合② シリコンフォトニクスの実装③ ハイブリッド統合と異種材料の組合わせ
① ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)② 仮想ネットワーク(VN)の構築③ 機械学習による経路最適化
① 電気スイッチ対光スイッチ② バルク光スイッチと MEMs ミラーアレイ③ ホログラフィック光スイッチ
① 量子鍵配送(QKD)② 量子中継と量子インターネット
① テラヘルツ(THz)通信への展開② ビジュアル MIMO と空間多重通信③ エネルギー効率と持続可能性【 デバイス・コンポーネント 】122 LED(発光ダイオード)概論
123 イメージングデバイス概論
124 フォトニクスセンサー概論
125 フォトニック・チップレット概論
126 フォトニック結晶概論
127 プリズム概論
128 マイクロリング共振器概論
129 メタマテリアル概論
130 レーザー(固体、半導体、光ファイバー)概論
131 レンズ・光学素子概論
132 回折格子概論
133 干渉計概論
134 鏡・反射鏡概論
135 光コネクタ概論
136 スイッチ概論
137 光ファイバー概論
138 光フィルター概論
139 光検出器(フォトダイオード、APD)概論
140 光集積回路(PIC)概論
141 光通信システム概論
142 光変調器概論
143 波長分割多重化(WDM)デバイス概論
144 偏光子概論
145 偏波制御デバイス概論
【 シリコンフォトニクス関連 】146 300mmウエハ試作ライン
① 寸法公差と均一性の向上② スループット・経済性
① 層厚制御② リソグラフィー・オーバーレイ精度③ エッチング・セレクティビティ
147 グラフェン装荷導波路
148 シリコンフォトニクス基本技術
149 シリコン光ファイバー結合
150 シリコン光電融合プロセス
① トレンチ・エッチングと材料堆積② PCM 材料のオンチップ統合
① 接着剤ボンディング② 分子接合(Direct Bonding)③ ハイブリッド・ボンディング
151 トランスファープリンティング
① ドナー基板の準備② スタンプとの接触③ デバイスの剥離と転写
① DVS-BCB 接着剤② 分子接合
152 ニューロモルフィック演算
① 半導体レーザーベースのニューロン② 位相変化材料(PCM)ベースのシナプス
153 プロセスデザインキット(PDK)
154 ユニタリ変換干渉回路
155 異種材料集積
156 化合物半導体集積
① 直接成長と選択ヘテロエピタキシ② モノリシック集積の利点と課題
① ウエハボンディングとダイボンディング② マイクロトランスファープリント③ フリップチップと3次元実装
① レーザー光源② 光増幅器とSOA③ フォトダイオード④ マイクロ波フォトニクスと信号処理
157 機械学習による光集積回路
① ニューラルネットワークベースの逆設計② 生成的対抗ネットワーク(GAN)による創造的設計③ 変分オートエンコーダ(VAE)による設計空間の圧縮
158 光コム生成
159 光電変換モジュール
① 送信側パス② 受信側パス
① ドライバー・アンプリファイアー② 受信 DSP③ サーマル・マネジメント
① グレーティング・カプラー② 端面カプラー(Edge Coupler)③ 拡大ビーム・カプラー
① 2D 統合(PIC と EIC 統合)② 2.5D 統合(TSV + インターポーザー)③ 3D スタッキング
① モジュール構成
160 高速光変調器
161 先進シリコンフォトニクス
162 窒化シリコン導波路
163 低損失シリコン光導波路
164 標準シリコンフォトニクス
【 光物性・光機能研究 】165 光制御技術
① 偏光の生成と検出② 液晶を用いた動的偏光制御③ 円偏光と光スピン角運動量
① 空間光変調器(SLM)による位相シェーピング② 軌道角運動量(OAM)ビームの生成③ アダプティブ光学と波面センシング
① 音響光学変調器(AOM)② 電気光学変調器(EOM)と高周波変調③ パルスシェーピングと超短パルス制御
① 周波数変換と倍周波生成(SHG)② 光パラメトリック発振(OPO)と波長可変光源
① 偏光保持ファイバ(PMF)と偏光維持② ファイバグレーティングと反射スペクトラム制御
① 光トラッピングと光ピンセット② 格子光と周期的なポテンシャル
① 高偏光度光源の生成
① デジタルホログラフィと複雑なビームの生成② メタサーフェスによるビーム制御
① 時間相関関数と三次相関測定
① スピンホール効果の光学実装
① THz 波の生成と制御② THz メタマテリアルによる制御
① フィードバック制御と光学フロー制御
① 医療応用と光制御② 産業加工と光加工
① リアルタイム処理と制御速度② 統合化と小型化③ 新規制御手法の開発166 光誘起相転移
① ペロフスカイト化合物の光誘起構造相転移② 超高速 X 線回折による格子追跡③ 格子振動(フォノン)の制御
① モット絶縁体の金属化② 電荷秩序の光制御③ 軌道秩序と軌道角運動量制御
① 光誘起スピン転移(LIESST)② 磁気構造の光操作③ スピン流と光励起
① 超伝導ギャップの光操作② 光によるコヒーレンス制御
① 有機導体の光誘起転移② 分子性結晶と光励起ダイナミクス
① 光メモリと相転移の応用② 多価相転移と多値記録
① 光異性化と構造相転移② 非線形光応答と超高速反応
① THz パルスによる格子励起② 格子プラズマとスーパーラディアンス
① 非平衡量子相転移
① 光スイッチング② 光メモリと光ストレージ③ 光熱デバイス
① 応答時間と信号保持② スケーラビリティと実装③ 新規物質系の開拓167 光学的磁性
① ファラデー回転の基本原理② 磁気光学カー効果(MOKE)
① 光スピン角運動量の移行② スピン軌道トルク(SOT)と光駆動
① 磁性ナノ粒子とプラズモニック増強② 磁性メタマテリアル
① 磁気円二色性の原理② 磁気旋光分散(MOR)
① 光誘起超高速磁化反転② 全光磁気記録
① ジャイロトロピック PC と非相反光伝搬② トポロジカルエッジ状態と磁性
① THz 磁場の生成と制御② THz 磁気分光
① スピンホール効果による光スピン分離
① 磁気光トラップ
① 光磁気記録素子② 光磁気センサ
① 単一光子と磁化相互作用② 光スピンと磁性相関
① 光学アイソレータと光サーキュレータ② 光磁気スイッチング
① トポロジカル光磁気効果
① 損失低減と効率向上② 集積化と小型化③ 次世代応用への展開168 光学的キラリティ
① 円偏光二色性の基本原理② 旋光分散(ORD)と旋光度
① キラル分子の構造と光学活性② 光学活性の分子機構
① キラル光学結晶と旋光膜② キラルメタマテリアル
① 円偏光による手性認識② クロマトグラフィーと光学分離
① 励起状態の光学活性② 二次高調波生成(SHG)における光学活性
① キラル分子の光学検出② リアルタイム検出と光学バイオセンサ
① 光誘起キラル合成② 光学活性の動的制御
① キラルなナノ構造と光学応答② 表面キラリティと吸着分子
① タンパク質の二次構造と CD② 核酸のキラリティと DNA ダメージ
① キラル発光分子と円偏光発光② キラル有機 LED と偏光ディスプレイ
① THz 円偏光二色性② THz キラル分光
① キラルなコントラスト機構② 光学活性の空間分布測定
① 感度向上と超高感度計測② オンチップキラル検出③ 新規キラル光学現象の発見169 光学非線形性
① 第二次高調波生成(SHG)② 和周波生成(SFG)と差周波生成(DFG)③ 光パラメトリック振動(OPO)と光パラメトリック増幅(OPA)
① カー効果と屈折率変調② 光学ビスタビリティ(Optical Bistability)③ 四波混合(FWM)
① ラマン散乱の基本② 刺激ラマン散乱(SRS)による光増幅
① 刺激ブリルアン散乱(SBS)
① 高次高調波の生成機構② HHG によるアッテト秒パルスの生成
① LiNbO3 と KTP による周波数変換② ペロブスカイト系非線形結晶
① 自己集束と自己トラップ② ソリトンと光ソリトン
① 非線形干渉計② スクイーズドライト(Squeezed Light)
① 医療用レーザと周波数変換② 計測・分析③ 光通信システム
① 効率向上と低消費電力化② 新規非線形物質の開発③ 集積非線形フォトニクス170 光学的双安定性
① 光学カー効果と屈折率変調② 共振器内での双安定性③ ヒステリシス応答
① バンドギャップと局所状態② 微小共振器と品質因数
① ホイスパリングギャラリーモード共振器② メタル・ダイエレクトリック構造
① オプティカルスイッチの設計② マルチポート光スイッチング
① 双安定メモリセルの動作② 情報保持時間と消費電力
① 単一光子領域での双安定性
① ビーム空間プロファイルの非線形変調
① ピコ秒パルスの双安定応答
① ファブリ・ペロー干渉計型② リング共振器での双安定性
① 有機無機ハイブリッドペロブスカイト
① 強誘電体における分極状態
① プラズモニックナノアンテナ
① 双安定性の信号対雑音比(SNR)② スイッチング速度の向上③ 集積双安定回路④ 低消費電力化171 光応答
① 一光子吸収と遷移確率② 多光子吸収と非線形光応答
① フォトキャリア生成と拡散② ホットキャリアと緩和
① 光電流と光伝導② 光起電力と開放電圧
① 光ルミネッセンス② 蛍光と燐光③ アップコンバージョンと多光子放出
① 光異性化と分子形状制御② 光誘起スピンクロスオーバー
① 光飽和と吸収飽和② 光学カー効果と屈折率の光強度依存性
① 光吸収と熱発生② プラズモニック加熱と局所温度上昇
① 光触媒活性と化学反応② 光駆動化学合成
① 光検出器の応答特性② 光スペクトロスコピーと分光計測
① 光パルスによる状態制御② 光学的ビットの書き込みと読み出し
① 光学顕微鏡と分解能② 超解像技術と光励起状態制御
① 単一光子レベルでの応答② 量子エンタングルメントと光応答
① 光応答ポリマーと形状記憶② 光応答リキッドクリスタル
① 視覚系と光信号変換② 光合成と光エネルギー変換
① 応答速度の高速化② 感度と選別性の向上③ 光応答の多機能化172 新たな光機能物質
① ペロブスカイト半導体の構造と光学特性② ペロブスカイト太陽電池③ ペロブスカイト LED と発光
① 二次元単層 TMD の発見と光学特性② 谷分極と光学スピン③ TMD ヘテロ構造と光起電力
① ダイヤモンド NV センター② シリコン T センター③ 色心のアンサンブルと集団特性
① グラフェンの光学特性と非線形性② グラフェンの光検出と波長範囲③ グラフェンのカルボトロニクス
① 金属有機フレームワーク(MOF)と光学機能② MOF のセンシングと環境応答
① 貴金属ナノ粒子とプラズモニック共鳴② プラズモニック太陽電池と光熱効果
① 活性媒質と光増幅② ラマン増幅と刺激ラマン散乱
① 液晶と相転移物質
① コロイド量子ドット(CQD)の特性
① トポロジカル絶縁体の表面状態
① 安定性と環境耐性の向上② スケーラブルな製造プロセスの開発③ 多機能性の実現【 材料・基板技術 】173 有機材料
① 共役系ポリマーの構造と光学特性② 分子軌道エネルギーと光学的性質③ 小分子系と結晶性
① 有機ELデバイスの基本構造② 発光材料と量子効率③ スピン軌道相互作用とリン光④ ディスプレイ応用
① 有機太陽電池の動作原理② バルクヘテロジャンクション構造③ 非フラーレン系受容体④ 変換効率と実用化
① 有機フォトダイオードの特性② 波長選別性③ イメージセンサと光ビジョンシステム
① 電気光学効果と光学ポッケルス効果② 層状構造による光整合③ 有機光スイッチの統合化
① 二次高調波生成(SHG)と周波数変換② 自己位相変調と光ソリトン
① 低損失導波路② フレキシブルなデバイス③ マイクロ加工と光統合
① 金属ハロゲン化ペロブスカイトの光学特性② ペロブスカイト LED③ ペロブスカイト太陽電池
① 光学フィルタと波長セレクタ② 蛍光体コートとホタルのような発光
① 分子構造のカスタマイズ② 高分子合成と架橋
① 環境安定性と劣化メカニズム② 製造プロセスの最適化
① 有機・無機ペロブスカイトの複合化② 有機・金属ナノ粒子複合体
① 次世代ディスプレイと照明② 生医学応用③ 環境・エネルギー応用174 シリカ(SiO2)
① 屈折率と波長依存性② 光吸収スペクトラム③ 分散特性
① ステップインデックスファイバ(SI ファイバ)② グラデッドインデックスファイバ(GI ファイバ)③ 単一モードファイバ(SMF)
① 平面導波路と薄膜導波路② リッジ導波路と埋め込み型導波路③ 低損失シリカ導波路
① マルチモード干渉計(MMI)と光カプラー② リング共振器と光フィルタ③ Mach-Zehnder 干渉計
① 分散シフトファイバ(DSF)② 非ゼロ分散シフトファイバ(NZ-DSF)③ 大有効面積ファイバ(LMA ファイバ)
① ラマン増幅と分散補償② 自己位相変調と四波混合
① 希土類ドープシリカファイバ② ファイバレーザと増幅
① 光学多層膜と干渉フィルタ② 反射防止膜(AR膜)
① 純度向上と不純物削減② 蛍光体ドープシリカ
① 光通信システム② 分布ラマン増幅と超高速通信③ 光センシングと光計測
① 損失のさらなる低減② 新規ドーパント材料の開発③ 大規模光集積回路への統合④ 次世代光通信システムへの対応175 III-V族半導体(GaAs, InP等)
① バンド構造と光学特性② GaAs LED と検出器③ GaAs レーザ
① InP の光学特性② InGaAs(ガリウムヒ化インジウム)③ InGaAsP(ガリウムヒ化アルセニウム化リン化インジウム)
① AlGaAs の特性② 赤色 LED と可視光レーザ③ ダブルヘテロジャンクション構造
① 単一量子井戸(SQW)と多重量子井戸(MQW)② 低閾値レーザと高速変調③ 量子ドット構造
① 光通信用発光ダイオード(LED)② 直接変調レーザ(DML)③ 外部変調器との組み合わせ
① モノリシック集積と機能統合② 光通信用チップの実装
① VCSELの基本原理② VCSEL の応用
① 広バンドギャップ半導体② 紫外線発光と応用
① 有機金属気相成長(MOCVD)② 分子線エピタキシー(MBE)
① 内部量子効率と外部量子効率② 熱管理と高電力動作
① コスト低減と大量製造② Si 基板への成長③ 新規材料系の探索176 化合物半導体
① バンドギャップエネルギーと波長制御② 直接遷移と間接遷移③ 屈折率と光の閉じ込め
① キャリア閉じ込めと光の閉じ込め② 準位置アラインメントと電子・正孔の分離
① 単一量子井戸(SQW)の特性② 多重量子井戸(MQW)と超格子③ 量子ドット
① InGaAs フォトダイオード② InGaAsP DFB レーザ③ マッハ・ツェンダー変調器
① GaN の基本特性② 紫外線と青色光源③ GaN レーザとレーザディスプレイ
① SiC の光学・電気特性② 紫外線デバイスと高温センサ
① 金属ハロゲン化ペロブスカイト② 鉛フリーペロブスカイト
① CdSe と CdTe の特性② 量子ドット発光体
① バンドギャップエンジニアリング② 格子定数の整合と応力制御
① 有機金属気相成長(MOCVD)② 分子線エピタキシー(MBE)
① 光通信システム② ディスプレイと照明③ センシングと医療応用
① コスト低減と規模の経済② 環境対応と持続可能性③ 新規材料系と機能拡張177 マイクロ結晶Si
① 結晶粒径と結晶性② バンド構造と光学特性③ 光伝導と暗電流
① PIN フォトダイオード構造② 光応答スペクトラム③ 検出性能と雑音
① タンデム太陽電池と積層構造② 変換効率と経済性③ 大面積化と量産
① ペロブスカイト・マイクロ結晶シリコンタンデム② インターフェースの最適化
① 反射防止膜と光学コート② 分散光学フィルタ
① プラズマ化学気相成長(PECVD)② ガス圧力と射出周波数の制御③ 水素希釈率の影響
① 可視光・近赤外線検出② 紫外線フィルタ機能③ イメージセンサとビジョンシステム
① マイクロ結晶シリコン・非晶質シリコン層状膜② カーボンドープとシリコンゲルマニウムの混合
① 結晶性の均一性向上② 暗電流の低減③ スペクトラル感度の拡張④ 低コスト化と環境対応178 グラフェン
① バンド構造と Dirac 点② 光吸収スペクトラム③ 透光性と屈折率
① 高速フォトディテクタ② ブロードバンド検出③ グラフェン PIN フォトダイオード
① 電気的光変調② Mach-Zehnder 型変調器③ 位相変調器
① ハイブリッド導波路デバイス② グラフェン-Si フォトダイオード③ 光スイッチと光ルータ
① 高次高調波生成② 四波混合と周波数変換③ 光飽和と吸収飽和
① CVD 法による成長② メカニカルエクスホリエーション③ グラフェン膜の転移
① 単層と多層の違い② ビルレイヤーグラフェン③ グラフェン超格子
① グラフェン・金属ナノ粒子複合体② グラフェン・量子ドット複合体③ グラフェン・ペロブスカイト複合体
① 化学センサ② 光ファイバセンサ
① 柔軟性と機械的強度② 曲げ耐性
① 大面積均一成長② デバイス集積度向上③ 耐久性と安定性④ 商用化と産業展開179 窒化ホウ素
① バンドギャップエネルギーと透光性② 屈折率と分散③ 赤外線吸収スペクトラム
① 原子層窒化ホウ素② グラフェンとの構造的相似性と相違③ 二次元効果と量子特性
① 光絶縁材料としての機能② グラフェンベースデバイスの保護層③ 光導波路の基盤
① フォトニック結晶② ナノアンテナと局所場増強③ 光学メタマテリアル
① 紫外線検出器② 紫外線光源との統合③ 紫外線フィルタと波長選別
① 機械的剥離法② CVD 法による成長③ スパッタリング法
① グラフェン・窒化ホウ素積層体② 遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)との複合化③ 多層ヘテロ構造と人工原子
① 高調波生成② 自己焦点効果
① 熱伝導率② 光放熱の最適化
① 化学センサ② 光ファイバセンサへの統合
① 品質向上と大面積成長② デバイス集積化③ 他の二次元材料との複合化④ 環境・エネルギー応用180 ポリマー
① 透明性と光吸収② 屈折率と分散③ 複屈折と光弾性
① 光インターコネクト② マルチモード導波路③ フレキシブル導波路
① POF の特徴② 帯域と損失
① 射出成形レンズ② フレネルレンズとマイクロレンズアレイ③ 回折光学素子(DOE)
① 非線形光学ポリマー② 光導電性ポリマー③ 感光性ポリマー(フォトレジスト)
① 液晶配向と光学異方性② 幾何学的位相素子
① 自己組織化によるコロイド結晶② インバースオパール構造
① 生体適合性ポリマー② 水溶性ポリマーとハイドロゲル
① ナノインプリントリソグラフィ② 二光子重合(TPP)3D プリンティング
① 耐熱性と耐環境性② 光損失の低減③ ハイブリッド集積181 ガラス
① 屈折率と光学的均質性② 透光性と紫外線カットオフ③ 分散特性(アッベ数)
① 光ファイバの進化② 超低損失光ファイバ③ 波長分散と非線形効果
① レンズ光学と収差補正② 非球面レンズ
① ガラス基底フォトニック結晶② 二次元フォトニック結晶
① シリカ系平面導波路② リッジ導波路とシングルモード伝搬
① 希土類ドープガラスファイバ② ガラスレーザと光源③ 光非線形ガラス④ 色付きガラスと光学フィルタ
① 精密研磨と光学面② 精密成形と射出成形③ マイクロ加工と光導波路形成
① 光ファイバセンサ② 蛍光ガラスセンサ
① 多層膜光学フィルタ② メタマテリアルガラス
① 化学的耐性と長期信頼性② 熱的安定性
① 次世代光通信システム② 量子光通信とセキュア通信③ 生医学応用④ 環境・エネルギー応用182 結晶材料
① 複屈折と異方性② 一軸結晶と二軸結晶③ 位相差板と波長板
① 二次高調波生成(SHG)と周波数変換② 位相整合と周期分極③ 光パラメトリック発振(OPO)
① ポッケルス効果② 光変調器と信号処理
① 励起子効果② GaAs と III-V 族半導体
① Al2O3:Cr(ルビー)結晶② 励起と発光
① イットリウムアルミニウムガーネット(YAG)基質② Nd:YAG の特性③ その他の希土類ドープ結晶
① 周期構造と光のバンド構造② 一次元、二次元、三次元フォトニック結晶
① 結晶構造と光学特性② バンドギャップエンジニアリング③ 鉛フリーペロブスカイト
① GaN と InN、AlN② GaN ベース紫外線デバイス
① MoS2、WS2 などの二次元結晶② バレー光子学
① 融液成長法(ブリッジマン法、チョクラルスキー法)② 気相成長法(MOCVD、MBE)③ 水熱合成法とソルボサーマル法
① 点欠陥と色中心② 拡張欠陥と光閉じ込め
① 量子光源と量子情報処理② 高効率レーザとディスプレイ③ 環境・エネルギーセンシング183 セラミック材料
① コランダム構造と光学特性② サファイアウィンドウと耐環境特性③ 多結晶セラミック Al2O3
① 立方晶安定化と光学特性② 高温安定性と耐熱衝撃特性③ 屈折率と光学フィルタ
① 透光性と赤外線特性② 高温耐性と化学的安定性
① 酸化物セラミック膜② 非晶質セラミック膜
① マグネシウムアルミネート(MgAl2O4)セラミック② ガーネット構造セラミック
① セラミック YAG の成形と焼結② 高出力レーザ応用③ 複合レーザメディア
① 複屈折セラミック② 光導波路への応用
① 光ファイバの基本構成② 高温光信号伝搬③ 損失特性と伝送帯域
① 光導波路集積② マイクロ共振器と光フィルタ
① 表面活性と吸着② セラミック膜のドーピング
① 焼結プロセスと密度制御② 粉末合成と粒径制御③ CNC 加工と精密研磨
① セラミック・金属複合体② セラミック・ポリマー複合材
① 透光性の向上② 高機能化と多機能化③ 環境・エネルギー応用184 希土類ドープ材料
① 4f 電子殻と電子状態② ラッセル・サウンダース(LS)結合と J 多重項③ 励起状態と発光遷移
① Nd3+ の電子準位図② ポンピング効率と発振特性③ 工業・医療応用
① Er3+ ドープ光ファイバの特性② EDFA の原理と利得特性③ C バンドと L バンド
① Yb3+ の電子準位と発光波長② 超高出力化と光ビームファイバ③ 切断・溶接・加工応用
① Cr3+ の電子状態と超微細構造② ルビーレーザの性質
① Ho3+ の準位構造と中赤外線発光② 医療応用
① Tm3+ と 3H4 から 3H5 への遷移② 医療・産業応用
① Eu3+ の赤色発光メカニズム② ディスプレイ用フォスファー
① Ce3+ の d-f 遷移② YAG:Ce フォスファーと白色 LED
① Pr3+ の多準位構造② スペクトラル特性と応用
① 多光子励起プロセス② 赤外~可視光変換
① 単結晶成長技術② セラミック焼結と多結晶化
① 異なるホスト材料② 波長選別的な設計
① 相互作用メカニズム② 最適ドープ濃度
① 新規な発光波長の開発② 量子光源と単一光子③ 高集積度と小型化④ 環境・エネルギー応用185 シリコン
① 屈折率と波長依存性② 光吸収スペクトラム③ 非線形光学係数
① ストリップ導波路と密閉導波路② 導波路の損失特性③ リブ導波路と浅溝導波路
① 静電プラズマ変調器② 光学的カー効果による変調
① マルチプレクサとデマルチプレクサ② 光スイッチと光ルータ③ グレーティングカプラーと光インターフェース
① ゲルマニウムフォトディテクタ② シリコンレーザと光増幅
① 非線形周波数変換② 自己位相変調とスペクトラム拡幅
① 光メトロノーム集積回路② チップ間光相互接続
① フォトニック結晶とメタマテリアル② ヘテロ構造と積層
① 可視光デバイスへの対応② 熱管理と低消費電力化③ 光源の統合化④ 3D 統合と高度な構造186 窒化シリコン
① 屈折率と波長依存性② 光透過特性③ 非線形光学係数
① リッジ導波路と平面導波路② 導波路の損失特性③ 透光窓の活用
① リング共振器と光フィルタ② Mach-Zehnder 干渉計③ グレーティングカプラー
① 可視光通信と光ワイヤレス通信② 光センシングと計測③ スペクトロスコピーと分光計測
① 赤外線センシング② テラヘルツ領域への拡張
① 周波数変換と波長変換② スーパーコンティニュアム光源③ 光パラメトリック増幅
① 光チップと光集積回路② ハイブリッド集積③ マルチモード干渉計
① 低圧化学気相成長(LPCVD)② プラズマ増強化学気相成長(PECVD)③ エッチングと微細加工
① 量子ドットとペロブスカイト② グラフェンと 2D 材料
① 損失低減と高品質化② 大規模集積化③ 可視光デバイスの量産化④ 他材料との統合187 トポロジカル絶縁体
① Z2 トポロジカル不変量② 表面バンド構造③ バルク状態との分離
① 三次元トポロジカル絶縁体の代表例② バンドギャップと電子構造③ 表面プラズモンと光学応答
① ディラック フェルミオンのプラズモン励起② 一次元エッジ状態での光伝搬③ 逆スピンホール効果と光学応答
① キラル異方性光学素子② 光ジャイレータと光アイソレータ③ 光変調器
① THz 吸収と応答② THz 発光と光源
① Quantum Spin Hall 効果と一次元エッジ状態② グラフェンとの比較
① フォトニック結晶のトポロジカル化② フォトニック測地線と光導波路
① 高次高調波生成② ニ光子吸収と多光子プロセス③ 光学カー効果と自己位相変調
① 原子層積層② 格子欠陥と表面修飾
① 光吸収スペクトラム② 光起電力効果
① トポロジカル・通常絶縁体界面② 超伝導体との結合
① 分子線エピタキシー(MBE)② 化学気相成長(CVD)
① 表面の環境劣化と酸化防止② 室温動作の実現③ デバイス集積化④ 新規トポロジカル材料の探索【 製造プロセス・加工技術 】188 ウェットエッチング
① 酸性エッチング液② アルカリ性エッチング液③ フッ酸含有液④ 特殊エッチング液
① シリコンのアルカリエッチング② 酸化膜のフッ酸エッチング③ 金属のエッチング
① 結晶面依存性② 等方性エッチングプロセス
① フォトレジストマスク② 酸化膜・窒化膜マスク③ 金属マスク
① マイクロレンズ配列② 光導波路と溝構造③ フォトニック結晶前駆体
① 温度制御② 濃度管理③ 攪拌と流速④ エッチング時間と終点判定
① ビエッチング(Bias etching)② 触媒エッチング③ パルスエッチング
① GaAs のエッチング② InP のエッチング
① ポリマー膜のエッチング② ハイブリッド膜
① pH 調整と沈殿② フッ化物の除去③ リサイクルと再利用
① 膜厚の不均一性② エッチング段差の制御
① 光学フィルタと干渉膜② 光ファイバセンサ③ マイクロ流体デバイス
① 薬液の選定と安全性② 廃液処理の責任化
① ナノスケール構造への対応② プロセス最適化と AI 活用③ グリーンケミストリへの転換189 クリーニング技術
① 化学クリーニング② プラズマクリーニング③ 超音波クリーニング④ 組み合わせクリーニング
① RCA SC1(Standard Clean 1)② RCA SC2(Standard Clean 2)③ RCA SC3④ クリーニング手順の厳密性
① ピラニア溶液(Piranha solution)② 有機物の酸化分解メカニズム③ トレース有機物の検出
① 金属イオン汚染源② IMEC クリーニング法③ キレート試薬の利用
① 酸化膜の性質と問題② 希フッ酸(DHF)処理③ 水素終端表面の特性④ フッ酸処理後の急速エピタキシー
① 超音波処理の原理② 周波数と処理条件③ メガソニック処理④ 静電吸着の影響
① 酸素プラズマクリーニング② アルゴンプラズマクリーニング③ リモートプラズマクリーニング
① XPS(X 線光電子分光)② AES(オージェ電子分光)③ AFM(原子力顕微鏡)④ SIMS(二次イオン質量分析)
① ウエハボンディング前処理② エピタキシャル成長前のクリーニング③ リソグラフィ前のクリーニング④ イオン注入後の除去
① 化学薬品の取り扱い② 廃液処理③ 省資源・環境配慮
① 全体戦略② コンタミネーション予防
① インラインクリーニングシステム② 槽内での均一処理
① 低温・低ダメージクリーニング② スーパークリティカル流体クリーニング③ UV 光アシストクリーニング④ AI による条件最適化
① GaN 表面のクリーニング② ダイヤモンド表面のクリーニング③ グラフェン表面の取り扱い190 検査・メトロロジー
① 楕円偏光計測② 原理と測定範囲③ 光学干渉計測④ X 線蛍光(XRF)⑤ 多層膜の測定
① SEM(走査電子顕微鏡)② パターンの臨界寸法(CD)測定③ 断面観察④ ガラス化検査
① 原子力顕微鏡(AFM)② 触針式粗さ計③ 非接触光学式測定
① X 線回折(XRD)② ロッキングカーブ測定③ ラマン分光
① X 線光電子分光(XPS)② エネルギー分散型 X 線分光(EDS)③ 二次イオン質量分析(SIMS)
① 超音波スキャン顕微鏡② 赤外線熱画像カメラ
① 光学検査機(OI: Optical Inspection)② 欠陥のマッピング③ 深紫外線(DUV)検査
① レーザ散乱式パーティクルカウンタ② フローサイトメトリー
① ウエハ反り計測② X 線応力測定
① 測定精度の定義② キャリブレーション③ リファレンス材料
① フィードバック制御② 予測的制御③ エンドポイント検出
① 管理図② 工程能力指数(Cpk)
① AI による画像解析② マルチモーダル測定③ インライン 3D 計測
① 光学特性の測定② 波面計測③ スペクトル計測
① EUV リソグラフィパターン検査② 3D パターン評価
① ボンディング強度測定② ボイド検出
① 廃液の安全処理
① デジタルファクトリー② ビッグデータ解析
① カスタマイズ検査
① リアルタイム 3D 計測② 原子レベル検査191 電子ビームリソグラフィ
① 電子銃の種類と放出機構② 加速電圧と電子のド・ブロイ波長③ 電磁レンズと ビーム収束
① 偏向コイルと走査駆動② 走査座標の精度と補正③ デウェル時間と露光量
① 感応メカニズム② PMMA(ポリメチルメタクリレート)③ 化学増幅レジスト(CAR)と酸発生剤④ ネガティブレジストと架橋
① マスクレイアウトと設計ツール② 階層的設計とセルライブラリ③ データファイルフォーマット(GDS-II、OASIS)
① 後方散乱と前方散乱の影響② プロキシミティ効果の補正
① 走査型電子ビーム露光装置② 真空度と汚染制御③ 冷却ステージと温度管理
① フォトマスク製作用 EBL② 極紫外(EUV)用マスクパターン設計
① プラズモニック素子と金属ナノ構造② フォトニック結晶と周期構造③ 光導波路と光集積回路
① 多層レジスト積層② ステップ・アンド・リピート処理
① レジスト現像② ハードベーク
① ドライエッチングと反応性イオンエッチング(RIE)② 選択比と加工精度
① シリアル処理の限界② 並列化と複ビーム露光③ 低加速電圧と高スループット化
① 設計変更への柔軟性② 小ロット製造と OEM 応用
① 線幅変動(LWR)と均一性② ビーム軌跡補正と座標精度
① 量子デバイスと単一光子源製造② AI による最適化③ 環境・エネルギー応用192 極端紫外線リソグラフィ
① レーザプラズマ光源(LPP)② 放電プラズマ光源(DPP)③ EUV 光源の冷却と熱管理
① Mo/Si 多層膜反射率② 吸収層パターン③ マスク欠陥と寿命
① 多段反射光学系② 数値開口数(NA)と解像度③ ステップ・アンド・スキャン装置
① 化学増幅レジスト(CAR)② 感度と解像度のトレードオフ③ ラインエッジラフネス(LER)
① レジスト塗布と焼成② EUV 露光③ 現像と後処理
① 解像度向上アシスト技術② シャーロック構造と複雑パターン
① 光導波路の微細パターニング② フォトニック結晶と周期構造③ プラズモニック素子
① スループットの向上② コスト削減③ マスク寿命と交換
① 低温プロセス② 直描 EUV 露光③ 多層レジスト構造
① 廃液処理とグリーン化② エネルギー効率
① 半導体微細化への牽引力② 新規フォトニクス機能の創出③ 次世代リソグラフィへの移行193 ナノインプリント
① 熱硬化型ポリマー② 紫外線硬化型(UV)樹脂③ 特殊樹脂とハイブリッド材料
① フォトリソグラフィを用いたモール製作② 電子ビーム直描によるマスターパターン③ モールド複製と階層的コピー④ モールド耐久性と寿命
① プロセスフロー② 加熱温度と加圧圧力③ 処理時間と生産性
① 光重合メカニズム② 常温処理の利点③ 透光性と樹脂透明度
① 加熱プレス装置② UV 露光装置③ インライン処理と連続化
① 光導波路の大量製造② フォトニック結晶と周期構造③ マイクロレンズと光学部品
① 多層構造の形成② ステップ・アンド・リピート処理
① パターン転写忠実度② ラインエッジラフネスと微細度
① モール耐久性と複製技術② 離型性と脱型技術③ 大面積均一性と装置開発
① シリコンフォトニクス回路の製造② 光集積回路の低コスト化
① スキャンプローブに基づくパターニング② 高解像度パターン形成
① グリーン化と廃液削減② 樹脂材料の生分解性③ エネルギー効率
① 商用装置の発売と普及② 光学部品・デバイスへの実用化③ 将来展開と新規応用194 化学気相成長
① 常圧 CVD(APCVD)② 低圧 CVD(LPCVD)③ プラズマ CVD(PECVD)④ 有機金属 CVD(MOCVD)⑤ 原子層 CVD(ALD)
① シリコン膜形成用前駆体② 窒化膜形成用前駆体③ 金属酸化膜用前駆体④ ドーパント源
① バッチ型反応器② シングルウェーハ反応器③ 横型反応器④ 立型反応器
① 基板温度② ガス流量と圧力③ 雰囲気ガス④ 反応時間
① 核生成と成長② 結晶方位と配向③ 膜厚分布の均一性
① シリコン酸化膜・窒化膜② 酸化ガリウムと化合物半導体膜③ グラフェンと 2D 材料
① 交互層成長メカニズム② 膜厚の精密制御③ 高アスペクト比構造への適用
① プラズマ支援の利点② 膜質と不純物
① 前駆体の種類と特性② バンドギャップの組成制御
① 膜厚の測定② 結晶性の評価③ 組成分析
① 有毒ガスの処理② チャンバー内の爆発防止
① 膜厚分布の均一化② 低温・高速プロセスの開発③ AI による最適条件の自動探索
① 3D フォトニクス構造② ヘテロ接合構造とバンドエンジニアリング③ グリーンプロセスへの転換195 分子線エピタキシー
① 真空度と雰囲気② 真空ポンプと排気システム③ チャンバー設計と隔離
① 熱源の種類② フラックス制御③ 分子線の特性
① 基板温度の役割② 成長速度の決定
① RHEED と成長モニタリング② 層単位成長(ステップフロー)③ 成長モード
① ドーパント源② キャリア濃度の精密制御
① 化合物半導体の積層② 量子井戸レーザの製造③ 超格子構造
① 量子ドットの自己組織化成長② 量子ワイヤの形成③ グラデーション組成と傾斜ヘテロ接合
① 有機金属前駆体② 窒素系化合物半導体
① オージェ電子分光(AES)② X 線光電子分光(XPS)③ 二次イオン質量分析(SIMS)
① 基板前処理と準備② 成長温度の設定③ 圧力制御と残留ガス管理
① 転位密度の低減② 表面粗さとマイクロラフネス
① 量子ドット LED と レーザ② 赤外線検出器と太陽電池③ スピントロニクスデバイス
① 装置の複雑性と コスト② 成長速度の低さ③ スケーラビリティと大面積化
① ミッドインフラレッド MBE② グラフェンと 2D 材料③ AI による自動制御
① 有毒ガスの管理② エネルギー効率と冷却負荷196 物理気相成長
① 真空蒸着(EB:蒸発)② スパッタリング③ イオンプレーティング④ パルスレーザ蒸着(PLD)
① 電子銃と加熱原理② ターゲット材料と蒸発温度③ 蒸発速度とフラックス
① グロー放電とプラズマ② 衝撃とスパッタリング収率③ 多種材料のスパッタリング④ ターゲット中毒と反応型スパッタリング
① 磁場の役割② スパッタリング速度の向上③ RF マグネトロンスパッタリング
① 短パルスレーザと高温プラズマ② 膜組成の精密制御③ アブレーション距離と膜厚制御
① 光学干渉膜② 金属膜コーティング③ グラデーション屈折率(GRIN)膜
① 真空度② 基板温度③ バイアス電圧④ 成膜速度
① 非晶質と結晶質② 残留応力③ バイアス処理による応力制御
① 多層膜構造② 人工スーパーラティス
① 強磁性金属膜② 多層膜と交換バイアス
① 膜厚測定② 結晶構造解析③ 成分分析④ 機械的特性
① 膜厚分布の均一性② ターゲット利用効率③ 粒子汚染
① 光学コーティング② フォトニック結晶③ プラズモニクス素子
① 廃棄物処理② 労働安全
① ハイパワーパルスマグネトロンスパッタリング(HIPIMS)② CAPd(Cathodic Arc Plasma Deposition)③ AI による最適化197 ウエハボンディング
① 直接ボンディング② 金属層を用いたボンディング③ アモルファス層を用いたボンディング
① 表面準備と清浄化② 表面活性化③ 初期接合と熱拡散④ 接合温度と時間
① 金属層の形成② 加熱と相互拡散③ Au-Au ボンディング④ Cu-Cu ボンディング
① シリコン酸化膜ボンディング② 接合強度と分析
① Si-GaAs ボンディング② Si-III 族窒化物ボンディング③ Glass-Silicon ボンディング
① シリコンフォトニクス集積回路② ハイブリッド集積③ 光 MEMS
① 接合強度測定② 界面分析③ ボイド(空洞)検出④ 熱伝導率測定
① ボンディング装置② 位置合わせ精度③ 加熱・冷却制御
① バックグラインド(研磨)② エッチング③ ハンドリングと分割
① ボイド発生② 応力と反り③ スケーラビリティ
① フリップチップボンディング② 厚膜ボンディング
① 光集積回路(PIC)② 量子フォトニクスデバイス③ 赤外線検出器アレイ
① 耐熱性と信頼性② コスト削減と大量生産対応
① Cu-Cu ボンディングの低温化② 室温ボンディング③ AI による最適化198 異種基板接合
① 直接接合(ダイレクトボンディング)② 金属層を用いた接合③ 無機接着層を用いた接合
① Si-GaAs 接合の重要性② 接合メカニズム③ 応力制御
① Si-GaN 接合の背景② 結晶構造の違い③ 緩和層とバッファ層
① InP-GaAs 接合② 接合の特殊性③ 接合順序の制御
① GaN-AlN 接合② 深紫外線デバイス
① ダイヤモンドの特異な特性② ダイヤモンド-Si 接合③ 接合の困難性
① 光学とエレクトロニクスの融合② 熱膨張係数の不一致
① 熱応力の発生機構② 応力緩和層の導入③ 応力測定と評価
① バンドエンジニアリング② 光学特性の設計
① 接合強度測定② 界面観察と分析③ ボイド検出
① RCA クリーニング② プラズマ処理③ オゾン処理
① シリコンフォトニクス② 縦型共振器面発光レーザ(VCSEL)③ 量子デバイス
① 3D 集積化② ハイブリッド集積
① 接合信頼性② スケーラビリティ③ コスト削減
① 直接ボンディングの低温化② 室温接合と常温接合③ AI による最適化④ 新材料への展開199 フォトリソグラフィ
① ポジティブレジストとネガティブレジスト② フェノール系レジストと芳香族化合物③ 化学増幅レジスト(CAR)
① コンタクトプリント・接近露光② 投影型露光装置(ステッパ)③ 数値開口数(NA)と解像度④ 超高 NA 露光と EUV リソグラフィ
① マスクデザインとパターン転送② OPC(光学的近接効果補正)とマスク最適化③ ビーム露光と電子ビームリソグラフィ
① スピンコーティングと膜厚均一化② プリベーク(軟焼成)と含水率管理③ 露光条件と焦点深度(DOF)
① アルカリ現像とその推進メカニズム② 有機溶剤による現像③ ハードベーク(硬焼成)と膜硬化
① ドライエッチングと異方性加工② レジスト耐性と選択比
① ダブルパターニング(DP)② トリプルパターニングと多重パターニング
① 液浸媒体と屈折率向上② 液浸用レジストと親水化処理
① EUV 光源とレーザプラズマ② EUV 用マスクとコーティング③ EUV レジストと LER(ラインエッジラフネス)
① モールド・スタンピング法② 熱 NIL と UV-NIL③ 生産性と成本
① 光導波路パターニング② フォトニック結晶と周期構造③ マイクロレンズアレイと微細光学部品
① 線幅ラフネス(LER)と均一性② 露光剤量の許容度と工程余裕
① 次世代露光波長の開発② AI・機械学習とプロセス最適化③ サステイナビリティと環境対応200 トランスファー技術
① エピリフトオフ(Epitaxial Liftoff: ELO)② リモートエピタキシー(Remote Epitaxy)③ エッチングストップ層を用いたトランスファー④ 機械的剥離トランスファー⑤ 直接ボンディング後の基板除去
① 犠牲層の選択② エッチング液による膜の分離③ 分離膜の回収と洗浄④ 一次基板の再利用
① グラフェン中間層の役割② 成長メカニズム③ 膜品質と結晶性④ 基板の無限循環利用
① 金属層ボンディング② 直接ボンディング③ 樹脂を用いたボンディング
① 化学的エッチングによる除去② 物理的研磨による除去③ レーザアブレーションによる除去
① III-V/Si フォトニクス集積回路② 薄膜VCSEL③ 不整合膜の高品質成長
① 超薄膜の形成② 2D フォトニクス構造
① 選別的トランスファー② 複数層の順序反転
① 初期転位の形成メカニズム② 転位の定量評価
① ボンディング強度② 熱応力の管理
① 材料の有効利用② 廃棄物の最小化
① 室温トランスファー② 大面積化への取り組み③ AI による欠陥予測④ 新規膜-基板組み合わせの探索
① 単一光子源の製造② 量子計算用チップ
① 磁性膜の統合201 精密研磨
① CMP(化学機械研磨)② 単純研磨(mechanical polishing)③ 化学研磨
① 研磨粒の種類と特性② 化学的活性成分③ 界面活性剤と分散剤④ スラリー濃度と pH
① 研磨盤の選択と準備② ウエハの搭載と固定③ 研磨盤の回転と相対運動④ 研磨液の供給と管理
① シリコン酸化膜の CMP② 金属膜の CMP③ 研磨速度と選択性
① 膜厚の測定手法② エンドポイント検出(EPD)③ オーバーポーリッシング
① グローバル平坦度② ローカル平坦度③ 表面粗さ(Ra)
① シリコンウエハの CMP② 酸化膜(SiO2)の研磨③ 金属膜(Cu、W)の研磨④ 窒化膜(SiN)の研磨
① ウエハ内膜厚分布② 補正と均一化
① 研磨誘起欠陥② 損傷層の除去③ 後処理による表面改質
① マルチパッド CMP 装置② 在線(in-situ)制御③ ウエハ位置認識
① 光学レンズ面の精密研磨② 導波路構造の平坦化③ ボンディング前の表面準備
① スラリー廃液の処理② 粉塵と排ガス管理
① 研磨速度と均一性のトレードオフ② ダメージ層の最小化③ パッド寿命と交換頻度
① AI による最適条件制御② 低ダメージ研磨液の開発③ 高周波振動研磨④ グリーン研磨液202 ドライエッチング
① 反応性イオンエッチング(RIE)② 誘導結合プラズマ(ICP)③ マイクロ波プラズマ
① フッ素系ガス② 塩素系ガス③ 酸素とフッ素の混合ガス④ アルゴンプラズマ
① 化学反応メカニズム② 物理的スパッタリング③ イオン誘起化学増幅
① 異方性と等方性② サイドウォール保護膜
① ガス流量と圧力制御② RF パワーと偏圧③ プロセス時間と終点検出
① フォトレジストマスク② ハードマスク③ エッチング選択比
① シリコンフォトニック導波路② フォトニック結晶ビオニクス③ プラズモニック素子
① マイクロスケーリング② ビームパターン効果
① 積層膜の段階的加工② メモリ効果と側壁制御
① チャージアップと静電破壊② 熱ダメージと基板温度③ プラズマ誘起ダメージ
① 原子層エッチング(ALE)② 直描エッチングと e ビーム併用③ AI・機械学習による最適化
① 排ガス処理と PFCs 削減② グリーンエッチングガス開発③ 安全管理
① 集積光回路デバイス② 光通信システムへの応用③ 医療・センシング応用【 集積・パッケージング技術 】203 フォトニクスにおける3D積層技術:電気と光の究極的融合
① 寄生容量の極小化と低消費電力化② フォームファクタの縮小
① マイクロバンプ接合(Micro-Bump Bonding)② 銅-銅ハイブリッド接合(Cu-Cu Hybrid Bonding)
① Wafer-on-Wafer (WoW)② Die-on-Wafer (DoW) / Chip-on-Wafer (CoW)
204 Co-Packaged Optics (CPO):データセンター革命を牽引する次世代光実装技術
① 消費電力の壁② 実装密度と帯域幅密度
① 光エンジン(Optical Engine)② 外部光源(External Laser Source: ELS)③ 光コネクタとファイバアレイ
① OIF (Optical Internetworking Forum)② 主要プレイヤーの動き
205 HBMとフォトニクス技術の集積:メモリーウォールの打破に向けて
① 光コンピュート・エクスプレス・リンク(Optical CXL)② 光インターポーザ技術
① 光演算のデータ供給ボトルネック
206 フォトニクス実装におけるバンプ接合技術:微細化と信頼性の追求
① はんだバンプ(Solder Bump)② マイクロバンプ(µ-Bump)③ 金スタッドバンプ(Au Stud Bump)
① マスリフロー(Mass Reflow)② 熱圧着(Thermo-Compression Bonding: TCB)
207 フォトニック集積回路(PIC):光技術の集積とパッケージングの最前線
① シリコンフォトニクス(SiPh)② リン化インジウム(InP)③ 窒化シリコン(SiN)④ 薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)
① モノリシック集積② ハイブリッド集積③ ヘテロジニアス集積
① 光ファイバ結合技術② Co-Packaged Optics (CPO)③ 熱および電気的クロストークの管理
① データセンターとAIクラスタ② LiDAR(光検出と測距)③ 量子コンピューティングとセンシング
208 フォトニクスにおける異種材料統合集積技術
① ウェハボンディング(接合)技術② トランスファープリント(転写)技術③ フリップチップ実装とコ・パッケージング
① ハイブリッドシリコンレーザー② 薄膜ニオブ酸リチウム・オン・インシュレータ(TFLN on Si)③ シリコン上のIII-V族量子ドットレーザー④ 磁気光学材料の統合(光アイソレータ)
209 ピューティングの統合基盤
① オンボード・オプティクス(On-Board Optics: OBO)② コ・パッケージド・オプティクス(Co-Packaged Optics: CPO)③ 3D積層統合(3D Integrated Optics)
① 光結合インターフェース② 熱設計とマネジメント③ 高密度電気配線
① KGD (Known Good Die) 戦略② リフロー耐性③ 業界標準化
210 光チップレット技術と次世代パッケージング:ムーアの法則を超える光と電気の融合
① 電気I/Oの物理的限界② 光インターコネクトのパッケージ内への浸透
① 3D積層とヘテロジニアス統合② インターポーザと2.5D実装
① 外部光源(ELS)とオンチップ光源② アレイファイバ結合
① UCIeと光インターコネクト② OIF (Optical Internetworking Forum)
① 将来展望211 フォトニクス実装における高密度配線技術:信号伝送の動脈
① RDL (Re-Distribution Layer: 再配線層)② TSV (Through Silicon Via: シリコン貫通電極)③ TGV (Through Glass Via: ガラス貫通電極)
① 伝送線路設計② クロストーク抑制③ 電源供給ネットワーク(PDN)
212 フォトニクス実装における放熱設計戦略:熱と光の共存
① 異種デバイス間の温度制約② 熱クロストーク(Thermal Crosstalk)
① サーマルアイソレーション(熱的分離)構造② 高性能熱伝導材料(TIM: Thermal Interface Material)③ 外部光源(ELS: External Laser Source)④ アクティブ温度制御
【 レーザー技術 】213 DPSSレーザー:固体レーザーの効率革命を実現する次世代光源
① ダイオードレーザーによる励起② 固体媒質での発振③ 効率的な光学共振器
① Nd:YAG DPSS② Nd:YLF DPSS③ Yb(イッテルビウム)ドープファイバーDPSS④ Er/Yb共ドープDPSS⑤ Pr(プラセオジム)ドープDPSS
① 赤外線DPSS② 可視光DPSS
① 第1世代:初期実用化(1990年代)② 第2世代:効率向上と小型化(2000年代)③ 第3世代:高出力・高信頼性化(2010年代)
① 電光変換効率② ビーム品質③ 出力安定性④ 寿命⑤ 応答速度
① 医療・美容応用② 計測・センシング③ 光学設備④ 光通信補助⑤ 科学研究
① ランプ励起型YAGとの比較② ファイバーレーザーとの比較③ 半導体レーザーとの比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① 欧米メーカー② 日本企業③ 中国企業
① 高出力化② 波長拡張③ 超小型化④ コスト削減
① 高出力化・多波長化② 新型媒質開発③ 波長変換技術の高度化④ AI・制御技術の統合⑤ 集積フォトニクスとの融合
① エネルギー効率② 有害物質対応
214 Nd:YAGレーザー:産業用光源の標準となった固体レーザー技術
① YAG結晶の構造と性質② 発振メカニズム③ レーザー共振器
① ランプ励起型② 半導体励起型(DPSS)③ Q-switch機能
① 第1世代:ランプ励起型(1960-1980年代)② 第2世代:ランプ励起型の高出力化(1980-1990年代)③ 第3世代:半導体励起型(1990年代以降)④ 第4世代:次世代技術への転換(2000年代以降)
① 金属加工・溶接② 医療・美容応用③ マーキング・刻印④ 計測・センシング⑤ 光通信補助
① 波長特性② 出力パワー③ ビーム品質④ パルス特性
① CO2レーザーとの比較② ファイバーレーザーとの比較③ 半導体レーザーとの比較
① 廃熱管理② 変換効率③ ビーム品質の向上
① 市場規模② 新興用途
① 主要メーカー② 市場シェア
① 医療応用の継続② 特定産業用途での活用継続③ ハイブリッド技術への進化
215 Nd:YLFレーザー:高周波数安定性を実現する次世代固体レーザー
① YLF結晶の構造と性質② 発振メカニズム③ 周波数安定性
① 波長の違い② 周波数特性の比較③ 結晶特性の比較
① ランプ励起型② 半導体励起型(DPSS)③ 周波数安定化技術
① 光原子時計② 精密計測③ 量子技術④ 光通信⑤ 科学研究
① 周波数特性② 出力パワー③ ビーム品質④ 偏光特性
① 効率② 廃熱管理③ 偏光面保持④ コスト
① 市場セグメント② 地域別動向
① Coherent社② Spectra Physics社③ その他企業
① ファイバーレーザーとの比較② 半導体レーザーとの比較
① 高出力化② 小型化・集約化③ 新規応用の開拓④ 波長拡張
216 UV-VISレーザー:紫外線から可視光領域を支える多機能光源
① 原子遷移とエネルギー② レーザー媒質の選択③ 波長変換技術
① 紫外線ガスレーザー② 紫外線固体レーザー③ 可視光ガスレーザー④ 可視光半導体レーザー⑤ オプティカルパラメトリック技術
① 第1世代:初期開発(1960年代~1970年代)② 第2世代:紫外線ガスレーザー普及(1980年代~1990年代)③ 第3世代:波長変換技術の進展(2000年代)④ 第4世代:半導体UV-VIS化と統合応用(2010年代以降)
① 波長精度② 出力パワー③ ビーム品質④ パルス特性⑤ 寿命・信頼性
① 分析・計測② 医療・美容応用③ 材料加工④ ディスプレイ・照明⑤ 科学研究
① ガスレーザー型の比較② LED照明との比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① グローバル主要企業② 日本企業③ 中国企業
① 効率の向上② より短波長への拡張③ 高出力化④ 小型化・ポータブル化⑤ コスト削減
① 深紫外線化の推進② 半導体化の加速③ 波長多様化と統合化④ 医療応用の拡大⑤ 量子技術への応用
① エネルギー効率② 有害物質対応
217 ナノ秒レーザー:産業加工から医療応用を支える実用型超短パルス光源
① Q-スイッチ技術② 音響光学(AO)Q-スイッチ③ 電気光学(EO)Q-スイッチ④ パッシブQ-スイッチング
① Nd:YAGナノ秒レーザー② Nd:YLFナノ秒レーザー③ ファイバーナノ秒レーザー④ Er:ガラスナノ秒レーザー⑤ エキシマレーザー
① 第1世代:初期産業化(1970~1980年代)② 第2世代:高信頼性化(1990年代)③ 第3世代:高出力・高効率化(2000年代)④ 第4世代:超小型・低コスト化(2010年代以降)
① パルス幅② ピークパワー③ 繰り返し率④ パルスエネルギー⑤ ビーム品質
① 産業加工② 医療・美容応用③ 計測・検査④ 食品・製造業
① マイクロ秒レーザーとの比較② ピコ秒レーザーとの比較③ 連続波レーザーとの比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① 欧米メーカー② 日本企業③ 中国企業
① 超短パルス化② 高出力化③ 波長拡張④ 小型化・ポータブル化
① 超短パルス化への進化② 波長多様化③ 高出力・高繰り返し化④ AI制御・自動化⑤ 新型材料活用
① エネルギー効率② 有害物質対応
218 ピコ秒レーザー:フェムト秒への橋渡しを担う超短パルス光源
① 超短パルス生成方式② Kerr効果による自己モード同期③ チャープパルス増幅(CPA)技術
① Nd:YAGピコ秒レーザー② Er:ファイバーピコ秒レーザー③ Yb:ファイバーピコ秒レーザー④ 色中心レーザー⑤ オプティカルパラメトリック発振レーザー
① 第1世代:初期実現(1980年代)② 第2世代:高繰り返し化(1990年代)③ 第3世代:高ピークパワー化(2000年代)④ 第4世代:高効率・小型化(2010年代以降)
① パルス幅② ピークパワー③ 平均出力④ パルスエネルギー⑤ 波長精度
① 精密加工② 医療・美容応用③ 計測・分析④ 材料処理⑤ 量子研究
① ナノ秒レーザーとの比較② フェムト秒レーザーとの比較③ 連続波レーザーとの比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① 欧米メーカー② 日本企業③ 中国企業
① 高ピークパワー化② 波長拡張③ 繰り返し率向上④ 小型化・ポータブル化
① ピークパワー向上② 波長多様化③ 繰り返し率向上と平均出力増加④ 新型ファイバーレーザー⑤ AI・自動制御の統合
① エネルギー効率② 有害物質対応
219 フェムト秒レーザー:原子・分子の動きを観察する究極の超短パルス光源
① 極限的パルス圧縮技術② モード同期による超短パルス生成③ 分散制御技術
① Ti:サファイアレーザー② Er:ファイバーフェムト秒レーザー③ Yb:ファイバーフェムト秒レーザー④ Cr:ファイアサファイア(Cr:colquiriite)
① 第1段階:原理実証(1980年代)② 第2段階:基礎研究の爆発的成長(1990年代)③ 第3段階:ノーベル物理学賞受賞(2005年)④ 第4段階:産業化・ペタワット級(2010年代以降)
① パルス幅② ピークパワー③ 繰り返し率④ スペクトル幅⑤ ビーム品質
① 基礎物理・化学研究② 眼科医療応用③ 皮膚医学応用④ 精密加工⑤ 分析技術⑥ 計測・センシング
① ピコ秒レーザーとの比較② ナノ秒レーザーとの比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① 欧米企業・機関② 日本企業③ 主要研究機関
① ペタワット級超短パルス生成② 小型化・ポータブル化③ 波長拡張④ コスト削減
① エクサワット級への進化② 量子技術への応用拡大③ 医療応用の拡大④ マルチモーダル光学⑤ AI・制御技術の統合
① エネルギー効率② 有害物質対応
220 フォトニック結晶レーザー:光のバンド構造を操作する革新的光源
① フォトニック結晶の構造② フォトニックバンド構造③ バンドギャップの物理的意味
① 一次元フォトニック結晶レーザー② 二次元フォトニック結晶レーザー③ 三次元フォトニック結晶レーザー
① ミクロキャビティレーザー② 面発光レーザー(VCSEL)との組み合わせ③ バンドエッジレーザー④ スローライトレーザー
① 第1段階:理論提案と基礎研究(1990年代)② 第2段階:実験的実現(2000年代初期)③ 第3段階:性能向上と応用探索(2000年代後期)④ 第4段階:実用化への模索(2010年代以降)
① 発振閾値② 線幅③ 方向性④ サイズ⑤ 波長制御
① 量子情報処理② 超精密計測③ 光センシング④ 光通信⑤ マイクロディスプレイ⑥ 医療応用
① 従来型半導体レーザーとの比較② ミクロキャビティレーザーとの比較
① 市場規模② 応用分野の拡大③ 地域別動向
① 日本の研究機関② 欧米企業・機関
① 製造技術② 出力パワー③ 温度特性④ 信頼性
① 次世代キャビティ設計② 新規材料の活用③ 集積フォトニクスとの融合④ 出力パワー向上⑤ 波長拡張
① エネルギー効率② 製造プロセスの改善
221 固体レーザー:次世代フォトニクス産業の基盤となる光源技術
① 固体レーザーの基本構成② 発振メカニズム
① YAGレーザー② ファイバーレーザー③ DPSS(Diode Pumped Solid State)レーザー
① 第1世代:ランプ励起型② 第2世代:半導体励起型③ 第3世代:ファイバーレーザー
① 材料加工用レーザー② 医療・美容用レーザー③ 計測・センシング用④ 光通信用
① 出力パワー② ビーム品質③ 効率④ 波長
① 熱管理② ビーム品質の向上③ コスト削減
① ガスレーザーとの比較② 半導体レーザーとの比較③ エキシマレーザーとの比較
① 市場規模の拡大② 新興用途の開拓
① 量子技術への応用② 高出力化・高効率化③ 波長拡張
① グローバル企業② アジア企業
① エネルギー効率② 有害物質対応
222 高調波レーザー:非線形光学による波長変換の最前線技術
① 非線形光学効果② 第2高調波発生(SHG)③ 第3高調波発生(THG)④ 位相整合条件
① 第2高調波レーザー(532nm緑色)② 第3高調波レーザー(355nm紫外線)③ 第4高調波レーザー(266nm深紫外線)④ オプティカルパラメトリック増幅(OPA)⑤ オプティカルパラメトリック発振(OPO)
① 第1世代:初期実現(1960年代~1970年代)② 第2世代:産業化(1980年代~1990年代)③ 第3世代:高効率・高出力化(2000年代)④ 第4世代:次世代波長変換(2010年代以降)
① 変換効率② 出力パワー③ ビーム品質④ 波長安定性⑤ 応答速度
① 医療・美容応用② 材料加工③ 分析・計測④ 科学研究⑤ ディスプレイ・照明
① 非線形結晶での波長変換② レーザー誘起プラズマとの比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① グローバル主要企業② 日本企業③ 中国企業
① 変換効率の向上② より短波長への拡張③ 高出力化④ 小型化・ポータブル化⑤ コスト削減
① 新型非線形結晶② 波長拡張の極限化③ 高出力化・高効率化④ 集積フォトニクスとの融合⑤ 量子技術への応用
① エネルギー効率② 有害物質対応
223 超短パルスレーザー:フェムト秒からナノ秒の超短パルス科学と産業応用
① パルス幅による分類② 超短パルス生成の物理的基盤③ 非線形光学現象
① ナノ秒パルスレーザー② ピコ秒パルスレーザー③ フェムト秒パルスレーザー④ アト秒パルスレーザー
① 第1世代:初期実現(1960年代~1980年代)② 第2世代:ピコ秒の実現(1980年代~1990年代)③ 第3世代:フェムト秒とノーベル賞(1990年代~2005年)④ 第4世代:アト秒への挑戦(2010年代以降)
① パルス幅② ピークパワー③ 繰り返し率④ スペクトル特性⑤ 効率
① 基礎物理・化学研究② 精密加工・産業応用③ 医療・美容応用④ 計測・センシング
① ナノ秒とピコ秒の比較② ピコ秒とフェムト秒の比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① グローバル主要企業② 日本企業③ 研究機関
① 超短パルス化への進展② 高出力化・効率向上③ 波長拡張④ 小型化・ポータブル化⑤ コスト削減
① パルス幅の極限化② 量子技術への統合③ マルチモーダル応用④ 医療応用の深化⑤ 産業応用の拡大
① エネルギー効率② 有害物質対応
224 半導体レーザー:フォトニクス産業の最小・最軽量・最高効率光源
① p-n接合とバンド構造② 光増幅・共振器機構③ ダブルヘテロ構造
① 直線型レーザーダイオード② 分布帰還レーザー(DFB)③ 分布ブラッグ反射レーザー(DBR)④ 垂直腔面発光レーザー(VCSEL)⑤ 量子井戸・量子ドットレーザー
① 赤外線レーザー② 可視光レーザー③ 紫外線レーザー
① 光ファイバー通信② 光ディスク③ 3D計測・LiDAR④ 医療・美容応用⑤ 計測・センシング⑥ ディスプレイ・プロジェクター
① 出力パワー② ビーム品質③ 効率④ 波長精度⑤ 寿命
① Nd:YAGレーザーとの比較② ガスレーザー(CO2等)との比較③ ファイバーレーザーとの比較
① 市場規模② 応用分野別市場③ 地域別需要
① 日本企業② 欧米企業③ 中国・台湾企業
① 高出力化② 短波長化③ ビーム整形④ コスト削減
① 高出力化・高輝度化② 新波長域への拡張③ 量子デバイス応用④ 集積フォトニクス
① エネルギー効率② 有害物質対応
225 量子ドットレーザー:量子力学効果を活用した革新的光源
① 量子ドット構造② 量子閉じ込め効果③ 発振メカニズム
① InAs量子ドット② InGaAs量子ドット③ CdSe量子ドット④ GaN量子ドット
① 第1世代:基礎研究段階(1990年代)② 第2世代:室温連続発振の実現(2000年代)③ 第3世代:実用化段階(2010年代)
① 発振閾値② 温度特性③ スペクトル特性④ 量子効率⑤ 波長可変性
① 光ファイバー通信② 計測・センシング③ 医療・美容応用④ ディスプレイ・プロジェクター⑤ 量子技術への応用
① 従来半導体レーザーとの比較② Nd:YAGレーザーとの比較③ ファイバーレーザーとの比較
① 市場規模の拡大② 応用分野別動向③ 地域別市場
① 日本の研究機関② 欧米企業・機関③ 中国企業
① 出力パワー向上② ビーム品質③ 製造プロセス④ 信頼性・寿命
① 高出力化・高効率化② 波長拡張③ 新型量子ドット④ 集積フォトニクス⑤ 量子技術への応用拡大
① エネルギー効率② 製造プロセスの改善
226 連続波レーザー:フォトニクス産業を支える基盤的な安定光源
① 連続発振の実現② エネルギー準位と発振③ 共振器による光の集中
① ガスレーザー② 固体レーザー③ 半導体レーザー④ ファイバーレーザー⑤ エキシマレーザー
① 第1世代:初期開発(1960年代~1970年代)② 第2世代:固体レーザー普及(1980年代~1990年代)③ 第3世代:半導体レーザーの急速進化(2000年代)④ 第4世代:統合ソリューション化(2010年代以降)
① 出力パワー② ビーム品質③ 効率④ 波長精度⑤ 寿命
① 光通信② 産業加工③ 計測・センシング④ 医療・美容応用⑤ 科学研究⑥ ディスプレイ・照明
① 連続波とパルスレーザーの比較② LED照明との比較
① 市場規模② 応用分野別動向③ 地域別需要
① グローバル主要企業② 日本企業③ 中国企業
① 高出力化② 効率向上③ 波長拡張④ 小型化⑤ コスト削減
① 高出力化・高効率化② 新型媒質開発③ 波長多様化④ 集積フォトニクス⑤ AI制御技術の統合
① エネルギー効率② 有害物質対応
① ファイバー利得媒質の構造② 発振メカニズム③ スケーラビリティ
① 単一モードファイバーレーザー② マルチコアファイバーレーザー③ Yb(イッテルビウム)ドープファイバー④ Er/Yb共ドープファイバー⑤ Q-switch機能
① 第1世代:低出力時代(1990年代)② 第2世代:高出力化時代(2000年代)③ 第3世代:超高出力時代(2010年代以降)
① 金属加工・溶接② 非金属加工③ 医療・美容応用④ 3次元プリンティング⑤ 光通信
① 出力パワー② ビーム品質③ 効率④ 信頼性⑤ 波長特性
① YAGレーザーとの比較② CO2レーザーとの比較③ 半導体レーザーとの比較
① 市場規模の急速拡大② 地域別市場③ 応用分野の拡大
① IPG Photonics② Coherent③ Trumpf④ アジア企業
① 高出力化への課題② 波長拡張③ コスト削減
① 超高出力化② 新規アプリケーション③ 波長多様化④ スマート化
① エネルギー効率② 有害物質対応
【 光通信標準・プロトコル 】227 フォトニクスにおける100Gbps光通信標準
228 フォトニクスにおける200Gbps光通信標準
229 フォトニクスにおける400Gbps光通信標準
230 フォトニクスにおける800Gbps光通信標準
231 DP-QPSK変調方式の基礎と標準動向
232 DWDM(密集波長分割多重化)の基礎と標準動向
233 PDM-QPSK変調方式の基礎と標準動向
234 WDM(波長分割多重化)の基礎と標準動向
235 フォトニクスにおけるイーサネット標準
236 コヒーレント光通信の基礎と標準動向
【 検出・計測デバイス 】237 X線検出器の原理と主要デバイス
238 ガンマ線検出器の原理と主要方式
239 グラフェン検出器の原理とフォトニクス応用
240 シリコン光電ダイオードの原理と応用
241 フォトダイオードの原理と光通信応用
242 赤外検出器の種類と動作原理
243 雪崩光電ダイオード(APD)の原理と光通信応用
244 超伝導ナノワイア検出器の原理と性能
245 量子ドット検出器の原理と光検出特性
【 イメージングシステム 】246 3Dイメージャーの方式とフォトニクス応用
247 CCDカメラの構造とイメージング特性
248 CMOSイメージセンサーの原理と特徴
249 スペクトル分析カメラの原理と方式
250 高速カメラの原理と性能指標
251 時間分解カメラの原理と超高速イメージング
252 赤外サーマルカメラの原理と構成
253 背面照射型センサーの構造と特性
【 光学部品・素子 】254 フォトニクス光学系におけるビームシャッターの役割と実装
① メカニカルシャッターと機械的遮断方式② エアシリンダ駆動シャッター③ ピエゾ駆動式シャッター
① 音響光学変調器(AOM)によるビーム制御② 液晶空間光変調器(SLM)による動的ビーム制御
① シャッター羽根と遮光材料② 消光比と光漏洩の制御③ 動作速度と応答特性
① ビームシャッターの安全機能② インターロック制御と連動システム
① レーザー加工・レーザーマーキング装置② 分光・分析装置③ 医療診断・治療装置④ 高エネルギー物理実験施設⑤ 光通信システムと信号処理
① 製造プロセスと品質管理② 定期保守と寿命管理255 フォトニクス光学系におけるビームスプリッターの基本と実装
① キューブ型ビームスプリッター② プレート型ビームスプリッター
① 金属膜コーティング② 誘電体多層膜コーティング
① 偏光ビームスプリッター② 非偏光(無偏光)ビームスプリッター③ ダイクロイックビームスプリッター
① 反射率・透過率と光学濃度② 消光比と偏光特性③ 波長依存性と温度特性④ 入射角依存性とビーム特性
① ゴースト像と多重反射② 反射防止膜と信号品質
① マルチ波長統合システム② 励起光分離と蛍光検出効率
① 真空蒸着と膜厚制御② イオンビーム蒸着とスパッタリング③ オプティカルコンタクトと接合技術
① 干渉計と計測システム② 蛍光顕微鏡と生命科学応用③ レーザー計測と産業応用256 フォトニクス光学系における光学フィルターの高度な設計と応用
① 薄膜界面での干渉機構② バンドパスフィルターの膜構成と特性
① CWDM と DWDM の波長管理② C & L-band対応フィルターの高度な膜設計
① ラマン分光用ノッチフィルター② 蛍光顕微鏡用バンドパスフィルター
① ファイバのモード選別と低域通過フィルター② 数モード光ファイバのモード分別特性
① EDFA内部のフィルター配置と機能② C & L-band増幅用の広帯域フィルター
① 波長依存損失(WDL)と偏波依存損失(PDL)② 温度安定性と長期信頼性257 フォトニクス光学部品・素子におけるフィルターの全体像
① 多層膜の構成と光学特性制御
① IRカットフィルターの応用
① バンドパスフィルター② ロングパスフィルター(LPF)と長波長透過設計③ ショートパスフィルター(SPF)と短波長透過設計④ ノッチフィルターと狭帯域遮断
① 直線偏光フィルターの原理② 円偏光フィルターの構成と特性
① NDフィルターの型式と選定
① 透過率・阻止率と光学濃度② 入射角依存性と使用条件③ ゴースト・ハレーション対策
① ソフトコーティングとハードコーティング② 蒸着方式とスパッタリング方式
① ライフサイエンスと医療診断への応用② 産業用カメラとマシンビジョン③ 分光分析と光計測258 フォトニクスにおけるプリズム
259 フォトニクスにおけるミラー
① レーザー共振器・ビーム伝送② 計測・イメージングシステム③ 通信・情報処理・自由空間光通信
260 フォトニクスにおけるレンズ
261 フォトニクスにおける回折格子
262 フォトニクス光学系における干渉計の原理と応用
① コヒーレンス長と空間コヒーレンス② 縞の視認性と信号検出
① マイケルソン干渉計の基本構成② フーリエ変換赤外分光器(FTIR)への応用
① 複数経路設計と測定原理② 縞シフト法と自動計測
① LIGO干渉計の構造と原理② 干渉計感度の向上と課題
① フィゾー干渉計による表面検査② 膜厚測定と膜質評価
① 環境振動と防振② 温度安定性と熱ドリフト263 フォトニクス光学系における光ファイバーカプラーの役割と機能
① 融着延伸型カプラーの原理② 平面光波回路型カプラー
① 分岐比の定義と3dBカプラー② 挿入損失と過剰損失
① WDMカプラーの波長依存性② 980nm/1550nm WDMカプラーの応用
① 偏波依存性損失(PDL)と温度特性② 波長依存損失(WDL)と広帯域化
① EDFAシステムへのWDMカプラー統合② 信号光とポンプ光の結合効率
① 波長分割多重(WDM)通信システム② 光ファイバーセンシング
① 融着延伸プロセスの制御② 高性能化への取り組み
① 多波長対応カプラーの開発② 低損失・低PDL化のための材料技術264 波長板の基礎とフォトニクス応用
265 フォトニクスにおける偏光子
【 セッティング・システム 】266 フォトニクスセッティングシステムにおける位相差測定の原理と応用
① Zernikeの位相板と位相シフト機構② 暗視野顕微鏡との比較
① ウォラストンプリズムと位相シア
① 電子ビームのシフトと電場検出② 原子分解能電場マッピング
① マイケルソン干渉計ベースの構成② 医療診断への応用
① 環境振動とノイズ② 信号処理とアルゴリズムの最適化267 フォトニクスセッティングシステムにおける干渉計測定システムの構成と機能
① マイケルソン干渉計の構成と光路設計② 干渉信号と位相補間法
① 6軸同時計測干渉計システム② 環境補正と温度管理
① 周波数変調干渉計の原理② 位相変調干渉計の設計
① 2次元走査と3次元形状再構成② 表面粗さとパワースペクトラム解析
① 低コヒーレンス光による深さ分解能② 医療診断への応用展開
① 振動隔離と防振技術② 位相のロック制御と自動追跡268 フォトニクスセッティングシステムにおける屈折率計の役割と機能
① プリズムを用いた測定原理② 色分散測定と光学材料評価
① 全反射現象と臨界角の定義② アッベ屈折計の実用特性
① 測定手順と精度特性
① 複屈折率の直接測定② 膜厚と屈折率の同時最適化
① 光学ガラスの仕様検証② 応力による屈折率変化の監視269 フォトニクスセッティングシステムにおける蛍光計の原理と応用
① 電子遷移とストークスシフト② 蛍光スペクトルと分子構造の関係
① 励起光源と波長選別性能② 検出器の感度と動的範囲
① 相対量子収率と絶対量子収率② 量子収率の計算と材料評価
① 時間相関単一光子計数法(TCSPC)② 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による分子距離測定
① 多色蛍光同時検出② 蛍光消光と動的計測270 フォトニクスセッティングシステムにおける散乱強度計の役割と機能
① ブラウン運動とストークス・アインシュタイン式② 散乱光の強度ゆらぎ
① レーザー光源と波長選択② 検出角度と後方散乱検出
① 自己相関関数の計算と意味② キュムラント解析と粒度分布
① z-平均直径と体積分布② ナノ粒子の多分散系評価
① 電気泳動光散乱法(ELS)の原理② 粒子分散系の安定性評価
① タンパク質の寡量体状態検出② 高分子ポリマーの関連性と構造271 フォトニクスセッティングシステムにおける楕円計の役割と応用
① Stokesパラメータの定義と意味② 楕円率角と方位角の計算
① 回転検光子法と測定手順② 位相移相計法(PSA方式)
① Fresnel反射係数と楕円パラメータの関係② 不均質膜と傾斜膜の評価
① 粗さパラメータと偏光解消② 膜の結晶性と配向
① 表面結合の定量的検出② マルチセンサアレイと並列計測
① 偏光器の消光比と校正② 温度安定性と恒温制御③ データ処理と逆算計算の最適化272 フォトニクスセッティングシステムにおける分光光度計の役割と機能
① Beer-Lambert法則と定量計算② 分光光度計による定性分析
① シングルビーム方式とダブルビーム方式② 単色化方式と波長精度③ 検出器と感度
① 紫外吸収法(280nm法)② Bradford法(クーマシー色素法)③ Lowry法(フェノール試薬法)④ ビシンコニン酸法(BCA法)
① 透過率と反射率測定② 膜厚測定と膜品質評価
① 波長精度と波長再現性② 測定範囲と信号対雑音比273 フォトニクスセッティングシステムにおける偏光計の役割と機能
① 偏光状態の分類と表現法② 偏光消光比(PER)と偏光純度
① 回転分析子法② 波長板を用いた位相変調③ マラー行列による包括的特性評価
① リタデーション測定と精度指標② 進相軸角度と複屈折パターンの可視化
① 偏光子と波長板の消光比測定② 光学コーティングの偏光特性評価
① 露光光の偏光状態制御と計測【 環境・持続可能性関連 】274 CO2排出削減とフォトニクス
① 世界の照明部門における排出構造② 具体的な削減効果③ 今後の削減余地
① PVシステムの炭素削減ポテンシャル② 屋根置きPVによる気候変動緩和効果③ 技術別比較
① データセンターのエネルギー課題② シリコンフォトニクスによる削減効果③ グリーン光トランシーバの役割
① 軽量化部品によるライフサイクルCO2削減② レーザ切断の環境優位性
① フォトニクスセンサの役割② 衛星リモートセンシングによるCO2モニタリング③ 光学センサによる産業排出管理
① 複合的削減効果② 今後の技術発展と削減拡大の展望275 フォトニクス技術に基づくエネルギー効率化と環境持続可能性
① LED照明の発光効率と消費電力削減② 照明用途でのCO2削減効果
① 従来型電子回路と光電融合デバイスの比較② エネルギー削減効果の定量化
① 緑色光波長選択型太陽電池の原理と設計② 農業エネルギーの地産地消と持続可能性
① 固体フォトンアップコンバージョン材料の開発② CO2再資源化と樹脂製造への応用
① 量子ドットと光集約化② マイクロ構造による光トラップと吸収最適化
① 廃熱削減とエコシステムへの影響軽減② 有害物質の削減と製造プロセスの環境適合性276 グリーンフォトニクス:光で拓く持続可能な未来
① 定義と基本理念
① 1. エネルギー生成(光をつくる・集める)② 2. 省エネルギー(光で減らす)③ 3. 環境センシング(光で診る)④ 4. グリーン製造(光で作る)⑤ 5. 通信とICTのグリーン化(光でつなぐ)
① 経済的・社会的インパクト② グリーン調達とサプライチェーン
① ライフサイクル全体での「真のグリーン」へ② 気候変動適応への貢献
277 リサイクル技術とフォトニクス
① アルミニウム合金の精密選別② 銅スクラップの高度リサイクル
① 都市鉱山開発の自動化(ADIRプロジェクト)② レーザアブレーションによる金の選択的回収
① プリンテッド・エレクトロニクスの分離② 黒色プラスチックの選別
278 環境センシングとフォトニクス
① LiDARによる立体的監視② 分光計測によるガス成分分析
① ラマン分光と蛍光測定
① インフラと自然環境の同時監視
① 地上・航空LiDARの融合
279 環境負荷低減とフォトニクス
① レーザ除草による農薬ゼロへの挑戦② 精密農業(スマート農業)による資源効率化
① 次世代水質モニタリングシステム② 光ファイバセンシングによる広域監視
280 フォトニクス技術に基づく消費電力削減と最適化戦略
① 発光効率と消費電力の直接関係② 総合電力削減効果の定量化③ 長期運用コストと環境コストの削減
① 光通信と電子通信の消費電力比較② オプティカルネットワークの展開効果
① 調光・調色制御による省エネ最大化② 無線スイッチと IoTセンサーの連携
① 半導体レーザーの効率改善② レーザー加工での消費電力最適化
① 規制基準と企業評価の連動② ESG 評価と金融市場への影響281 省エネLED照明とフォトニクスの環境・持続可能性
① 世界レベルでのエネルギー削減ポテンシャル② 用途別に見た省エネ効果
① LCAの枠組み② 使用段階が環境負荷の大部分を占める③ 製造・廃棄段階の負荷と改善余地
① LED照明に使われるレアアース・戦略金属② 採掘・精製に伴う環境影響
① 現状のリサイクル課題② Circular LED Economyの考え方
① 白熱灯フェーズアウトと効率規制② 都市・建築スケールでの導入戦略
282 汚染監視とフォトニクス
① 光学式ガスセンサ② 光散乱式エアロゾルモニタ③ 大気リモートセンシングと衛星観測
① 光ファイバセンサによる水質監視② ラマン分光と蛍光スペクトル
① 分布型光ファイバセンシングによる漏洩検知② 土壌汚染の光学的手法
① スタックモニタリングとプロセス制御② スマートシティにおける汚染マッピング
【 波長帯・周波数帯 】283 可視光(400-700nm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
① 材料プラットフォームの転換
① MicroLEDとディスプレイ技術の革新② 可視光レーザーの多様化
① 光無線通信(LiFi / VLC)② バイオフォトニクスと医療③ 量子技術とセンシング
284 355nm(紫外線レーザー):高周波数変換フォトニクスの実践領域
① フォトンエネルギーと材料相互作用② 波長選択の技術的根拠
① 第2高調波生成(SHG)と第3高調波生成(THG)の段階的変換② 非線形結晶の選択と性能③ 外部共振器型変換の高効率化
① DPSS紫外レーザー(LD励起Nd:YAG)② キャビティ内周波数変換型レーザー
① 半導体・電子機器製造② フレキシブル基材の加工③ ガラス・セラミックス加工④ 医療・生物研究への応用
285 1310nm帯(O-band):光ファイバ通信の基盤波長
① ゼロ分散条件② 低損失領域への位置付け
① 1310nm DFBレーザーダイオード② 1310nm InGaAs 受光器
① メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)② キャンパス・エンタープライズネットワーク③ データセンターインターコネクト(DCI)④ 5G・6G バックホール⑤ シリコンフォトニクス統合回路⑥ CWDM 多重化システム
286 1550nm帯(C-band):グローバル光通信インフラの最重要波長
① 光ファイバにおける最小損失領域② エルビウムイオンの固有発光特性
① EDFA の動作原理② EDFAの システム上の意義
① 1550nm DFBレーザーダイオード② 1550nm Ge受光器およびシリコンフォトニクス検出器
① 超長距離海底ケーブル通信② コヒーレント光通信:100G/400G/800G③ データセンターインターコネクト(DCI)④ 量子通信:量子鍵配送(QKD)と量子エンタングルメント配布⑤ シリコンフォトニクス統合回路⑥ 5G・6G バックホール・フロントホール
287 近赤外(700-2500nm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
① 光ファイバの損失特性② 材料プラットフォーム
① 半導体レーザーダイオード(LD)② エルビウム添加光ファイバアンプ(EDFA)と希土類ファイバレーザー
① 光ファイバ通信インフラ② LiDAR(Light Detection and Ranging)③ 医療・バイオフォトニクス④ 物質分析・センシング⑤ 材料加工・製造
288 赤外線(2.5-25μm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
① 分子振動と赤外吸収② 大気の「光学的窓」
① 量子カスケードレーザー(QCL)② 量子カスケードレーザー周波数コム(QCL Frequency Comb)③ 赤外フォトニクス集積回路(Mid-IR PICs)④ チャルコゲナイドガラス(Chalcogenide Glass)とファイバ
① 分光分析と物質検出② 熱画像・監視カメラ③ 医療診断・セッシング④ 材料加工・非破壊検査
289 遠赤外線・テラヘルツ(25μm-1mm)の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
① 物質透過性と分子検出② 「光学的窓」
① テラヘルツ量子カスケードレーザー(THz QCL)② 非線形光学による THz 生成③ グラフェンベース検出器
① セキュリティスクリーニング② 医療診断③ 物質・材料分析④ 天文学・宇宙科学⑤ 高速無線通信(6G応用)
290 テラヘルツ・フォトニクス:エレクトロニクスと光学の融合領域
① 電磁スペクトルにおける位置付け② 物質相互作用の特異性
① テラヘルツ量子カスケードレーザー(THz QCL)② グラフェンおよび2D材料ベース検出器③ THz周波数コム技術
① シリコンフォトニクス・プラットフォーム② ニオブ酸リチウム(LiNbO₃)チップ③ トポロジカル・フォトニクス
① 6G無線通信への活用② 医療診断・品質管理③ セキュリティ・監視
① 急速な市場拡大② 技術ロードマップ291 通信波長1.3μm(1310nm):光ファイバ通信の「黄金窓」
① ゼロ分散(Zero Dispersion)の実現② 低損失窓③ 国際標準化:ITU-T G.652勧告
① 1310nm DFBレーザーダイオード(LD)② ハイブリッド III-V/シリコンレーザー③ InGaAs受光器(Photodetector)
① Metropolitan Area Network (MAN) の標準波長② データセンター内・間接続③ 超長距離伝送との共存
292 通信波長1.5μm(1550nm):光ファイバ通信インフラの標準波長
① 光ファイバにおける最小損失窓② エルビウム発光特性との一致
① EDFA動作原理② EDFA以前との比較
① 1550nm DFB レーザーダイオード② 1550nm InGaAs 受光器
① DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)② コヒーレント光通信:100G/400G/800G/1.6Tbps
① 超長距離海底ケーブル② データセンター相互接続(DCI)③ 量子通信
293 1064nm(Nd:YAG)レーザー:産業用フォトニクスの標準光源
① ネオジムイオンの光学遷移② 赤外領域での位置付け
① クラシカルフラッシュランプ励起② レーザーダイオード励起(DPSS)
① ファイバレーザーの利点② 波長特性
① 第2高調波生成(SHG: Second Harmonic Generation)② 高次高調波生成
① 材料加工:切断・溶接・穴あけ② 医療・美容応用③ 量子光学・計測
294 532nm(緑色レーザー):波長変換フォトニクスの中核
① 人間の視覚における最高感度領域② 蛍光励起波長の最適性
① 第2高調波生成(SHG)の原理② 非線形光学結晶の選択③ 実現される効率レベル
① DPSS(Diode-Pumped Solid-State)レーザー② イッテルビウムファイバレーザーを用いた532nm光源
① 蛍光励起顕微鏡・バイオ研究② 医療診断・組織解析③ ディスプレイ・プロジェクション④ レーザーショー・エンターテインメント⑤ ラマン分光・標準光源
295 紫外線(UV):100-400nm の波長帯におけるフォトニクス技術と応用
① UVレーザー技術② UV-LED技術
① 半導体リソグラフィ(微細加工)② 殺菌・医療・ライフサイエンス③ 先端光集積回路(UV-PIC)
【 パフォーマンス指標 】296 消費電力:フォトニクスシステムの最重要経営指標
① ビット当たり電力(pJ/bit, nJ/bit)② システム総消費電力
① 最先端技術の性能② 変調方式別の性能
① Co-Packaged Optics(CPO)② All-Photonics Network(APN)③ インテグラルシステム設計
① エネルギー効率の経営指標化② グリーンネットワークへのシフト
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)③ 長期的視点297 偏波依存性:フォトニクスシステムの信号品質を規定する光学特性
① 複屈折とPDL(偏波依存損失)② 偏波モード分散(PMD:Polarization Mode Dispersion)
① パルス拡がり(Pulse Broadening)② コヒーレント光受信系でのPMD の影響
① 偏波感応検出特性
① ポアンカレ球スキャン法② ジョーンズ行列法③ ストークスベクトル・ポーラリメトリ
① 適応デジタル等化器② 全信号レベルPMD補償
① 偏波保持ファイバ(PM Fiber)
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)298 温度安定性:フォトニクスシステム信頼性を左右する根本指標
① レーザーダイオードの温度特性② 検出器の暗電流増加③ 光ファイバの損失変動
① ペルチェ素子による温度制御② データセンターでの温度管理戦略③ 冷却技術の多層化
① 波長シフトによるクロストーク増加② 暗電流増加による受信感度低下
① ルックアップテーブル(LUT)による波長補正② 適応等化による電気補償
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)299 信頼性(MTBF):フォトニクスシステムの長期運用を規定する指標
① 基本的な計算式② MTTF との区別
① Arrhenius モデルによる温度加速② Weibull 分布による信頼度分析③ バーンイン試験(Burn-in Testing)
① 光トランシーバモジュールの実寿命② 主要な劣化メカニズム
① Digital Diagnostic Monitoring(DDM)による監視② 段階的な劣化パターン
① 可用性計算
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)300 寿命(L10, L50):フォトニクスコンポーネントの段階的劣化を定量化する指標
① LX 寿命の基本定義② L10、L50 の従来的意味との相違
① LM-80 試験プロトコル② IES TM-21-11 による寿命外挿(Projection)
① 静的疲労と小傷による強度低下
① LED の劣化メカニズム② 光ファイバの時間依存劣化
① デレーティング(Derating)の活用② 光出力の常時監視(Lumen Monitoring)
① 加速度係数(Acceleration Factor)
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)301 変調効率:フォトニクス通信の情報伝送密度を規定する指標
① スペクトル効率(Spectral Efficiency, SE)② 光学スペクトル効率 vs 電気スペクトル効率
① 確率的シンボルシェーピング(Probabilistic Shaping, PS)
① 従来型 MZM の制限② シリコンフォトニクス MZM の革新
① 相対強度雑音(RIN: Relative Intensity Noise)② レーザー線幅とキャリア回復
① 光信号対雑音比(OSNR)の要求値上昇② 伝送距離との トレードオフ
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)302 変換効率:フォトニクスシステムにおける光と電気のエネルギー変換
① 壁プラグ効率(Wall-plug Efficiency)② 光学変換効率③ 量子効率(Quantum Efficiency)
① レーザーダイオード(LD)の電気光学変換効率② EDFA(エルビウムドープファイバアンプ)③ 非線形光学による波長変換(SHG/THG)④ 光検出器の量子効率
① マッハツェンダ変調器(MZM)② グラフェン光変調器
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)③ 長期的視点303 量子効率:フォトニクス検出器における光子・電子変換の根本指標
① 内部量子効率(Internal Quantum Efficiency, IQE)② 外部量子効率(External Quantum Efficiency, EQE)③ 検出効率(Photon Detection Efficiency, PDE)
① シリコンフォトダイオード(Si PD)② アバランシェフォトダイオード(APD)③ 単一光子検出器(SPAD)④ シリコンフォトマルチプライヤー(SiPM)⑤ グラフェンハイブリッド検出器
① 表面反射低減② 吸収層最適化③ 冷却と暗計数削減
① 高QE領域(>50%)の応用② 中程度QE領域(20-50%)の応用③ 低QE領域(<20%)の応用
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)304 暗電流:フォトニクス検出器のノイズ特性と感度限界
① 熱的キャリア生成(Thermal Generation)② 表面漏洩電流(Surface Leakage Current)③ 内部生成再結合(Generation-Recombination, G-R)
① シリコンフォトダイオード(Si PD)② InGaAs フォトダイオード(InGaAs PD, 1550nm用)③ アバランシェフォトダイオード(APD)④ 単一光子検出器(SPAD)
① NEP の定義と計算② 代表的な NEP 値
① ペルチェ冷却(Thermoelectric Cooling)② ヒーター統合制御(Integrated Heater Control)③ 液体窒素冷却(77K 運用)
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)305 ノイズ等価電力(NEP):フォトニクス検出器の感度を規定する最重要指標
① NEP の数学的定義② 電気的 NEP vs 光学的 NEP
① ショット雑音(Shot Noise)② 熱ノイズ(Thermal Noise, Johnson Noise)③ 暗電流雑音(Dark Current Noise)④ 1/f ノイズ(Flicker Noise)
① 最小検出可能パワー(MDP)の計算② SNR と 平均化時間の関係
① D* の定義② 代表的な D* 値
① 標準的な光通信の NEP 要求② コヒーレント光受信機
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)306 検出可能能力(D*):フォトニクス検出器の比較評価を規定する普遍指標
① 基本的な定義② 応答度とノイズを用いた表現
① 可視・近赤外域(350-1700nm)② 中赤外域(2-5μm, MWIR)③ 長赤外域(8-14μm, LWIR)④ 極赤外域(波長 > 15μm, LWIR深部・THz)
① 計算例1:シリコン PD(850nm)② 計算例2:MCT MWIR 検出器(3.5μm, 冷却)
① サーマルイメージングシステムでの D* の役割② 光通信受信機での D* の応用
① 面積依存性の排除② 帯域幅依存性の排除
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)307 応答速度:フォトニクス検出器の高速応答特性
① トランジット時間(Transit Time)② RC 時定数(RC Time Constant)③ 立ち上がり時間(Rise Time)
① シリコンフォトダイオード(Si PD)② InGaAs フォトダイオード(1550nm 用)③ グラフェン・2D 材料ハイブリッド検出器④ 単一光子アバランシェダイオード(SPAD)
① 伝送速度と帯域幅の関係② ジッター(Timing Jitter)と誤り率の関係
① トランジット時間の短縮② RC 時定数の最適化③ 垂直構造設計(ヘテロ構造)
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)308 周波数応答:フォトニクス検出器の帯域幅を規定する特性
① RC フィルタ特性② トランジット周波数(Transit Frequency)③ 複合周波数応答
① 透明層を用いた トランジット周波数の短縮② 拡張型導波路構造③ トランスインピーダンス増幅器(TIA)の帯域幅拡張
① シリコンフォトダイオードの波長依存性
① 光通信システムでの帯域幅要件② スペクロスコピーと計測
① RLC 共振特性
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)309 伝送速度(Gbps, Tbps):フォトニクス産業の成長を測る最重要指標
① 単一波長あたりの伝送速度② システム総容量(複数波長の集計)
① 100 Gbpsから400 Gbpsへの遷移② 400 Gbpsから800 Gbps/1.2 Tbpsへの急速な加速
① C-band 単独での容量拡大② C-band と L-band の統合③ X-band への拡張
① プラガブル型コヒーレント光トランシーバー② Co-Packaged Optics(CPO)への移行
① 海底ケーブルシステム② データセンターインターコネクト(DCI)③ 通信キャリア・メトロネットワーク
① 短期(2025-2027年)② 中期(2027-2030年)③ 長期(2030年以降)【 課題・制約 】310 スケーラビリティ
311 規制要件
① 「目に見えない危険」への対処
① フォトニクス材料のジレンマ② ガリウム・ヒ素の扱い
① 生体適合性と品質管理
312 供給チェーンの脆弱性
① クリティカル・ローマテリアル(CRM)② 供給途絶のリスク
① 電子デバイス産業との決定的な違い② フォトニクスOSATの不在
① 国家戦略と公的支援② 標準化とモジュール化の推進
313 互換性問題
① 「巨人と小人」の結合問題
① 汚染物質と熱履歴の制約
① パッケージングにおける歪み
314 光学的損失
315 高コスト(初期投資)の壁
① 1. 光集積回路(PIC)とデータセンター② 2. 産業用レーザ加工機③ 3. 農業・環境センシング
① 共通プラットフォーム化とファウンドリモデル② パッケージングの自動化と規格化③ 異種集積(Heterogeneous Integration)
316 信頼性と寿命
① 1. 結晶欠陥の増殖(ダークライン欠陥)② 2. 光学端面の損傷(COD)③ 3. パッケージング起因の劣化
① 結晶品質とプロセス制御の徹底② ロバストなパッケージング設計③ 故障物理に基づく寿命モデルの構築
317 人材不足
① 1. 教育カリキュラムのミスマッチ② 2. 「中間のスキル」を持つ人材の不在③ 3. 学際的な知識の必要性
① 実践的なトレーニングプログラムの展開② カリキュラムの刷新と産業界の関与
318 製造プロセスの複雑性
① 1. ハイブリッド集積② 2. ヘテロジニアス集積③ 3. モノリシック集積
① ウェハレベル・テストとパッケージング② パッシブ・アライメント技術③ ファウンドリサービスの成熟
319 相互接続性
320 地政学的リスク
① ガリウム・ゲルマニウムショック② レアアース磁石と光アイソレータ
① デュアルユース技術としてのフォトニクス
① 欧州の危機感② フレンド・ショアリングの限界
321 熱管理
322 発熱問題
① 廃熱のメカニズムと影響② 壊滅的な損傷(COD)
① 非線形光学効果による発熱② 熱クロストーク(Thermal Crosstalk)
① 能動的な冷却と熱設計② 発熱を逆手に取るアプローチ
323 標準化の遅れ
① 1. 設計とシミュレーション(PDKの不統一)② 2. パッケージングとインターフェース③ 3. テストと測定
① 成功の兆し:Co-Packaged Optics (CPO)② 残された課題:競争と協調のバランス
324 歩留まり率の改善
① 自動ウェハプロービング技術
① 統計的シミュレーションとPDKの高度化② 能動補償機構の組み込み
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