可視光で動作する有機電気光学ポリマー光変調器を開発情報通信研究機構

情報通信研究機構（NICT）は2022年5月30日、可視光で動作する有機電気光学ポリマー（EOポリマー）光変調器を開発したと発表した。

情報量増加に伴い、高速／大容量の光通信技術の開発が求められている。NICTでは高速で低消費電力のEOポリマーを使った光変調器の開発に取り組んできた。しかしこれまでEOポリマーを使った光変調器は、可視光での吸収損失が大きいために、近赤外光でしか利用できないという課題があった。

今回の開発では、NICTの測定技術と長年蓄積してきた多数の分子構造ライブラリに基づいて、可視光での吸収を抑えるように、EO分子の構造を短く曲がりにくくなるように設計。従来のEOポリマーより2万分の1以下に吸収量を抑えることに成功した。これにより可視光でも利用できるようになった。

このEOポリマーを用いて、マッハツェンダー型干渉計構造を設計して、微細加工プロセスにより光変調器を作製。同光変調器では、可視光での動作に対応するためにリッジ型導波路を採用した。

可視光用EOポリマー光変調器の断面図（電気信号を印加するためにEOポリマー導波路の上部と下部にIZO電極を配置している）

作製した光変調器に電気信号を加えて出射光の変調動作を評価した結果、波長640nm（赤色）、性能指数0.52V・cmとなった。これは、従来のEOポリマー光変調器の動作波長である近赤外光よりも遥かに短い波長で、性能指数は3分の1以下で非常に高効率（小型／低電圧）となる。

光変調器の動作波長と性能指数（今回の成果とこれまでに報告されているLN光変調器およびEOポリマー光変調器）

今回の研究結果は、光制御技術や情報表示技術の進歩を大きく促す成果になるという。可視光用光フェーズドアレイの作製による立体ディスプレイなどの表示デバイスへの応用や、小型で高効率な表示デバイスとしてスマートグラスなどの次世代ウェアラブル端末への搭載などが期待できる。

今後、可視光用EOポリマーを用いた光フェーズドアレイの作製、動作実証などを通じて、表示デバイスの実現に取り組む。また赤色以外の緑色／青色用のEOポリマーを開発し、立体ディスプレイなどへの応用を目指す。

可視光で動作する有機電気光学ポリマー光変調器を開発　情報通信研究機構