情報通信研究機構(NICT)は、ナノ細線型Si光導波路の二光子吸収現象を利用してスイッチング動作を行う超高速全光デバイスを開発した。波長特性と偏光特性に優れ、通信波長帯1.55μmでピコ(p)秒の全光スイッチ動作を検証した。

　Siを光デバイスに用いるフォトニクス素子の研究が注目を集めている。しかし自由キャリア吸収に支配される従来型Si全光スイッチは、スイッチング速度が自由キャリアの存在時間(寿命)とされる100ピコ秒程度となる。そのため、超高速光ネットワークで必要とされるピコ秒動作は実現不可能と考えられ、これまで超高速の応用は試みられてこなかった。

　今回NICTは、細線型Si光導波路における高速な二光子吸収現象を動作原理とする新しいSi全光デバイスを開発した。同デバイスでは、Si細線の断面寸法をnm領域として光を微小領域に強く閉じ込め、二光子吸収が効率的に生ずる条件を設定している。これにより、従来に比べ数十倍の高速性を実現したほか、高速波長変換機能も確認できた。

　今後はさらに高速化を目指し、ピコ秒以下の動作の実現を検討していく。また100Gbpsを上回る超高速光システムへの応用も目指すという。