研究室公開

OPEN LABORATORY

次世代情報通信システムとデバイス
通信工学コース

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フォトニクスが拓く光通信と光計算の未来

情報通信、エネルギー、医療等様々な分野でフォトニクスが注目

山田・松田研究室
1号館特設(スマート), 2号館201号室

EXHIBIT

オープンキャンパスでの展示

フォトニクスが開く未来について、関連する様々な研究を通してご紹介します。

情報通信ネットワークや、光を用いた量子計算への適用を目的とした、微小光デバイスや光集積回路の研究を行っている研究室です。主に、Si半導体基板上に各種光デバイスや光回路を実現するシリコンフォトニクスという技術に基づいて、様々なデバイス機能を実現するための光集積回路を研究しています。また、赤外線を用いた光無線電力伝送やレーザーレーダー(LiDAR)、更には太陽光発電による再生可能エネルギーを蓄電して利用する新しい電力システムなども研究しており、展示ではそれらについてもご紹介します。

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微小光デバイスと光集積回路の研究

光通信や光計測に用いるため、半導体レーザや光変調器、光スイッチや光合分波器などの様々な光デバイスを半導体基板上に集積化する光集積回路(光IC)の研究を行っております。研究としては、様々な光デバイスや光機能回路を発案し、電磁界シミュレーションによって設計・解析を行い、実際にデバイスや光回路を試作し、測定・評価するまでの一連のプロセスを通して、幅広くフォトニクスを学べるよう配慮しております。
 

光を用いた量子計算技術に関する研究

量子コンピュータは今日のコンピュータが苦手とする複雑な問題を効率的に解くことのできる計算機です。そのような問題には、創薬のための化合物の探索といった重要な問題が含まれます。私たちは光集積回路(光IC)を用いて光の干渉を高度に制御することで量子コンピュータの実現を目指し、そのために必要となる量子的な光源や光IC、受光器といった部品の設計・解析や、新しい量子計算方式の検討などを行っています。

太陽光発電と蓄電池による独立電源システムと、家電機器のヘルスモニタリングの研究

太陽光や風力などの再生可能な自然エネルギーによる発電と、大容量のバッテリーとを組み合わせることによる独立電源システムと、それらをマイクログリッド化する研究を行っております。実測データと統計論に基づいて停電確率などを計算した上で、再生可能エネルギーによる発電のみでも安定的に電力を確保する方法を探求しております。また実際に、太陽光発電によって発電された電力を蓄電し、日々の生活を営む実証実験も継続しております。さらに家庭内の電気機器の利用スタイルを刷新する統一電源システムや家電機器のヘルスモニタリング(故障診断)を可能とする技術の研究も行っております