世界初※1、京セラと東北大学がシリコン光回路上に直接集積可能な光アイソレータ技術を開発
AIデータセンターなどの高速・低消費電力化に求められる光電融合チップの高度集積化に貢献
京セラ株式会社(代表取締役社長:作島 史朗、以下:京セラ)と国立大学法人 東北大学 電気通信研究所(所長:石山 和志、以下:東北大学)は、共同研究により、レーザー光による局所的な熱処理手法「レーザーアニール」を用いて、シリコン光回路上に光アイソレータを集積する技術を新たに開発しました※1。光アイソレータは、回路内で反射して戻る光を抑え、通信を安定させるための部品です。
本成果をまとめた論文は、2026年9月3日(木)、米国電気電子学会(IEEE)発行の学術誌「IEEE Access」に掲載されました。
光アイソレータには「磁気光学ガーネット」と呼ばれる結晶材料が使われますが、この材料に光アイソレータとしての機能を持たせるには、約600℃以上の熱処理が必要です。しかし、シリコン光回路のチップ全体を高温で加熱すると、チップ上の電極や配線などの他素子に悪影響を及ぼすおそれがあります。そのため、周囲の電極や配線に影響を与えず、磁気光学ガーネットだけを適切に熱処理する技術が課題となっていました。
京セラと東北大学は、この課題を解決するため、熱処理が必要な箇所にのみ局所的にレーザー光を当てて加熱する「レーザーアニール」プロセスによって、光アイソレータをシリコン光回路に直接作りこむモノリシック集積技術※3の開発に成功。本試作品の動作を実証しました。