超高速光通信デバイスの動作速度と消費電力概論

電気通信大学上野 芳康
1987-1999年 NEC 光エレクトロニクス研究所
1999-2001年 NEC 光・超高周波デバイス研究所
2001-2002年 NEC ネットワーキング研究所
2002～現在 電気通信大学 電子工学科
PN研究会 チュートリアル講演会
テレコム先端技術研究支援センター
2007年12月6日
1

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

自己紹介
電気通信大学, 2002～現在
NEC/FESTA, 1996～2002

高速光ゲートの材料と回路の研究
超高速化、省エネルギー化、高機能化

3.00.62.0
Signal (a.u.)

Optical Power (mW)

160Gb/s波長変換、80Gb/s光3R

1.00.40.2

0.00.00204060Time (ps)80100-500+50Delay (ps)デバイス構造提案、基礎特性研究（半導体光増幅器と光干渉）・ 波長変換器（SMZ-DISC）
・ 全光スイッチ（SMZ, 田島一人氏）

200Gb/s信号波形

近年の連携研究機関
NEC研、KDDI研、NICT、筑波大、産総研、日本航空電子デンマーク工大、アイントホーフェン工大、Karlsruhe大
CIP UK, InPhenix USA, Alphion USA, Pritel Inc.
2

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

国立大学法人 電気通信大学、京王線調布駅徒歩5分
在学生 約6,000人のうち、博士課程 約300人（留学生約50人）。
産学連携研究、社会人博士課程、論文博士審査、修了生ご採用など、どうぞよろしく！

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Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

光信号処理デバイス技術は、次世代ネットワークの消費電力を、解決するか？
～ 最近の数値と将来展望 ～4

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

[1] 光信号処理、非線形光ファイバーNOLM方式
1990年代初期～現在まで[2] 光信号処理、非線形半導体アンプ方式
1990年代半ば～現代まで[3] それぞれの光信号処理方式の消費電力の特徴（O-E-O方式との比較）[4] 将来展望

5

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

1970年代～現在まで

光信号を光で直接制御し、光信号⇔電子信号変換を減らし、超高速に、かつ、省エネルギーに
1980年代は： 無機χ(3)材料、χ(2)材料、カルコゲナイド、DAN/DANS、PPLN、半導体VCON、有機非線形材料など

超高速な材料・現象 ⇔ 巨大な光エネルギー

トレードオフ
1990年代初期には：[1] 非線形半導体, half-Eg方式 ・・・ 高速、集積[2] 非線形光ファイバー, NOLM方式 ・・・ 高速、しかし長尺それぞれの消費エネルギーは ・・・
6

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

1990年代初期、非線形半導体, half-Eg方式
米国フロリダ中央大学と英国グラスゴー大学の共同提案
Villeneuve, Stegeman, Aitchisonら、Electron. Lett. 1992.

AlGaAs半導体導波路(長さ 20mm)、1.55μm光信号で、1Tb/s相当の信号列を、光Demuxした。

光制御パルスエネルギー（消費光エネルギー）= 100 pJ/bitかなり低減。 しかしまだ、大きい。
7Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

1990年代初期、非線形光ファイバー, NOLM方式
Nonlinear Optical Loop Mirror (NOLM)、英国BT研究所、Doran & Wood, 1988.
ファイバーループ干渉計 (長さ 500m)、1.3μm光信号で、やや遅い5Gb/s相当の信号列を、光ゲートした。
K.J. Blow, N.J. Doranら、Electron. Lett., 1990.
(modulation depth= 100%)

光制御パルスエネルギー（消費光エネルギー）= 200 pJ/bit
8

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

1990年代： WDMとTDMで、1Tb/sを超える光伝送を中澤他, NTT研究所
2000年

9Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

光ファイバー NOLMで、640Gb/s光信号処理 (2000年)NTT研, Nakazawa et al.,Electron. Lett. 2000
IEICE Trans. Electron. 2002.

Dispersion-flattened fiber (DFF)

光ファイバーNOLM (長さ 450m) で、640Gb/s相当の光信号列を、光Demux。

光ファイバー NOLMでは：

消費光エネルギー, E B ∝消費光エネルギー = 2 pJ/bit
1
11××ビットレート, B R 長さ, L 非線形パラメータ, γ
10Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

光ファイバーNOLM
Energy per one-bit operation, １ビット信号処理当りの消費電力は？
消費光エネルギー, E B ∝EB (Joule/bit)

Energy consumption
per one-bit operation,

1 nano111××ビットレート, B R 長さ, L 非線形パラメータ, γNOLM,200 pJ

半導体, half-Eg, L=20mm100 pJ/bit

1 pico

NOLM,2 pJ/bit

100M

1G10G100G

最近は(L
光(L=、H= ファ
145m, NL
0 m イバγ = Fで30, γ ーN、短W=1-1O⋅km 尺へ1T
10T .3 W LM-1-1)⋅km-1)

Bit-rate, BR (b/s)

11

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

消費光エネルギー (Joule) ⇔ 消費光パワー (Watt)

1例(A)

64:1 光Demux, 640Gb/s→10Gb/s, 2 pJ/bit⇒ 2 pJ/bit × 10 GHz = 消費光パワー= 20 mW(B) もしもクロック周波数で、波長変換・光３Ｒ処理すると、⇒ 2 pJ/bit × 640 GHz = 消費光パワー= 1.3 Watt
かなり、大きい。

12Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

因みに、光ファイバーNOLM光信号処理、最近は：
1) 1Tb/s 光伝送実証研究の、研究用受信機として：
・ 1.28Tb/s OTDM伝送(640Gb/s×偏波多重)→ 光Demux処理,
DFF-NOLM (L= 450 m), NTT Nakazawa, 2000
・ 640Gb/s OTDM伝送(320Gb/s×DPSK)→ 光Demux処理,
HNLF-NOLM (L= 850m), Fujitsu-HHI, ECOC 2004
・ 640Gb/s OTDM伝送(640Gb/s TDM)→ 光Demux処理,
HNLF-NOLM (L= 50m), TU Denmark Jeppesen, CLEO Europe 2007

2) 160Gb/s ラベルスイッチ、ルータ実証研究の、暫定的な光処理ゲートとして：・ 160 Gb/s OTDMラベルスイッチ、波長変換と光2R
DSF-NOLM (L= 500m), UCSB Blumenthal, OFC 2004
・ 他にも160 Gb/s 波長変換や光3R、Fujitsu-HHI、住友電工、旭硝子-東大菊池研など
フォトニックファイバ、HNLF、ビスマスファイバ、など
13

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

光ファイバーNOLM
160 Gb/sラベルスイッチ、波長変換と光2R, UCSB (OFC 2004)
UCSB, L. Rau, Daniel Blumenthal, et al.,
PDP-8, OFC 2004.

光２Ｒ機能を有する波長変換器
DSF-NOLM(L=500m)

消費光エネルギー = 6 pJ/bit

14

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

光ファイバーNOLM
Energy per one-bit operation, １ビット信号処理当りの消費電力は？

EB (Joule/bit)

Energy consumption
per one-bit operation,

1 nano200 pJ

160 Gb/s波長変換、光2R/3R（UCSB、富士通、HHI、東大）

γ の実用上限= 50 W-1⋅km-1 ?
6 pJ/bit
1 pico2 pJ/bit

100M

最近(L= は、(L 光フ=1 m HN
45 ァイ, γ LF
0m バ=3 で, γ ーN
0 W 、短1G
10G 100G 1T
10T =1-1尺.3 OLM⋅へkWm
Bit-rate, BR (b/s)11)⋅km-1)
15

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

1990年代半ば、非線形半導体, 半導体光アンプ方式
高速動作の原理
Band-filling

SMZスイッチ構造, K. Tajima, Jpn. J. Appl. Phys. 1993
SMZ-DISC構造, Ueno, Nakamura, et al., IEEE PTL 1998
SMZ: Symmetric Mach-Zehnder
DISC: Delayed Interference Signal-wavelength Converter

半導体光アンプ(SOA)

λ1

SOA

DISC原理実証、1998

before MZIafter MZI

λ2

Pin= 560 fJ
Iop(SOA)= 40 mA

10000

Intensity

XPM

MZI, Δtτc = 200 ps

5000

14 ps

00200
400
Delay ( ps )w/o MZI

w/ MZI(DISC出力)60016Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

半導体光アンプ方式

160 Gb/s 波長変換、NEC/FESTA (2000)
SMZ-DISC構造

関波形
相己
自変換前

0.6

16:1 Demux後の誤り率評価

変換後
0.6

0.5

0.3
0.2

0.4
0.2

0.1
0.0

0.0-500

Delay (ps)+50-500+503.0

PRBS 27-1-5log(BER)0.4Optical Power (mW)

-4Signal (a.u.)

Signal (a.u.)

Nakamura, Ueno, Tajima, IEEE PTL 2001.
Ueno, Nakamura, Tajima, JOSAB 2002.

2.0
1.00.0020

Delay (ps)4060Time (ps)80100

168-Gbps
λ-conversion-6-7-8-9 10.5-Gbps-10 baseline
168-Gbps-11
DEMUX-12-40-35-30-25-20

Received Power (dBm)

BER<10-9penalty= 5dB

消費光エネルギー = 0.2 pJ/bit 程度
消費電力(dc)= 300mW/160G= 1.8 pJ/bit
17

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

半導体光アンプ方式

320 Gb/s 波長変換、TU Eindhoven COBRA (2006)
SMZ-DISC構造(Blue-BPF付加）

TU Eindhoven, Cobra,Liu, de Waardt, Dorren, et al., OFC 2006
PDP-28

消費光エネルギー = 0.2-0.3 pJ/bit 程度消費電力(dc)= 800mW/320G= 2.5 pJ/bit
18

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

半導体光アンプ方式

640 Gb/s 光DemuxとCR、TU Eindhoven COBRA (2007)
Tangdiongga, de Waardt, Dorren, et al., ECOC2007
PDP 1.1.2

penalty= 3dB (w/ FEC)

消費光エネルギー < 0.1 pJ/bit
消費電力(dc)= 800mW/40G= 20 pJ/bit (暫定)19

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

因みに、世界各域のNational Pj. (1990年代後半～現在）
材料とデバイス (半導体方式)⇒ 160Gb/s SMZ-DISC
日本 NEDO-FESTA,1996-2004、斉藤冨士郎氏 (神谷氏、中澤氏） 目標： 1Tb/s, 1pJ/bit
TAO-トータル光通信, 1996-2005、阪大長谷川晃氏

10Tb/s DWDM

材料・デバイスと40Gバースト（半導体方式）
NEDO-フォトニックネットワーク, 2002-2006、東大中野氏・荒川氏
NEDO-次世代高効率ネットワークデバイス, 2007-2011

米国

材料・デバイスとルーティング（ファイバー方式から半導体方式へ, 40-160 Gb/s）
DARPA (UCSB Blumenthal, UC Davis Yoo, MIT Ippen, …)

欧州

材料・デバイスとルーティング（半導体方式, 160-640 Gb/s）
TopRate, e-Photon, Lasagna (Eindhoven, Denmark, HHI, Alcatel, CIP, …)
20

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

ここから： 消費光エネルギーを、消費電力へ、換算する
標準的な光増幅器(EDFA)を前提し、消費電力(dc) ⇒ 光パワー 変換効率
＝ 励起レーザ変換効率 × 励起-発光量子損失 × EDF発光その他損失＝ 0.3 × 0.6 × 0.2 ＝ 1/20程度 とする。
0.98-μm, 500-mW, pump laser (Bookham)

V-I特性
500

OC229484.001
OC229654.001

Intensity(mW)Current(mA)

800

L-I特性

600
400

300
200
Seri484(9/30)
Seri654(10/2)

100

200
00400

1Voltage(V)200200400
600
Current(mA)

800

21

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

ただし、デバイス温度制御（冷却）に基づく、消費電力増大係数

本講演では除外します
格納庫の発熱（デバイス単体の消費電力）

ケースの発熱パッケージの発熱デバイスの消費電力

22

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

１ビット信号処理当りの”消費電力”光ファイバー方式 vs. 半導体光アンプ方式
光ファイバー方式
半導体方式

消費電力(dc),
EB (Joule/bit)

1 nano120 pJ/bit
40 pJ/bit(L=HN
1m, LF、(L 光= フ45 ァイ γ=3 短尺
0W
2pJ/bit0m バ-1,γ ー⋅km
半導体方式、実績=1 N-1.3 OL)
W M

1 pico

⋅km-1

100M

1G

10G100G

1T10T-1)

Bit-rate, BR (b/s)
23

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

半導体光アンプ方式の光信号処理デバイスの、消費電力、およびその周波数依存性について

・ 高速動作実証で顕著な成果を挙げているものの、⇒ 消費電力に関する研究は、殆ど無いかもしれない。

・ 以下、半導体光アンプ方式(DISC波長変換器)に関する、私たちの基礎研究をご紹介します （NEC 2002～電通大2007）。

24

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

半導体SMZ-DISC方式の波長変換器の、消費電力、およびその周波数依存性について (1)SMZ-DISC方式

NEC/FESTA (Ueno, Nakamura, Tajima, JOSAB 2002)
UEC-NEC (Ueno, Opt. Comm. 2004)

SOA系統的実モデル 験結果が無 く、も無かった。

?

?
?

Bit-rate

NL phase shift, ΔΦNL

NL phase shift, ΔΦNL

MZI, Δt?

?

168GHzパルス列の?

光位相シフト量を、どうやって測定する？

Bias current (or, power consumption)
25

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

半導体SMZ-DISC方式の波長変換器の、消費電力、およびその周波数依存性について (1)NEC/FESTA (Ueno, Nakamura, Tajima, JOSAB 2002)
UEC-NEC (Ueno, Opt. Comm. 2004)

実験的に (10, 20, 40, 80, 160 GHz)
SMZ switch (DISC)MZISOAEDFA filter

ML fiber laser
ModEDFA
Muxfilter

EDFA

Input
pulses (λ1)

Outputpulses (λ2)

calciteR Q P EDFAP

高速位相シフト量測定方法は、
時間相関波形と高分解XPMスペクトルの測定を組み合わせて。
0.2+0Intensity (dBm)

CW (λ2)Signal (a.u.)

CW laser

0.1

0.0-10-20-30-40-500.0

1542-500+501544

1546

1548

1550

Wavelength (nm)Delay (ps)26

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

半導体SMZ-DISC方式の波長変換器の、

0.501.00

Phase shift, ΔΦ/π1.00

SOA内部動作モデル（やや複雑に）
非線形位相シフト量

42GHz
84GHz
168GHz

測定結果
Phase shift, ΔΦ/π

非線形位相シフト量

消費電力、およびその周波数依存性について (1)(to MZ)

測定結果

42GHz
84GHz
168GHz0.50100XGM

Δ nc

Δ G(nc )amplification(removed)

0.1

1.0

10.0

100.0

500

SOA内部動作モデル（敢えて簡潔に）
Holes

Injection current (mA)

非線形位相シフト量 ∝XPM(ΔΦ )0.10

Input pulse energy (fJ)

50Jopτc
Input Pulse(λ1)

0.1010amplification

CW (λ2)

キャリア注入量 La×⋅ΓdW
周波数

動作条件

光信号 →

光信号
Optical pulses

Amplified pulses

半導体構造t位相シフト量は、周波数・電流に対して “比例・反比例“（実験結果、およぼ、近似モデル）

dc電流
Electrons

27

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

消費電力、およびその周波数依存性について (2)半導体アンプで高効率かつ高周波な非線形位相シフトを発生するには？
電通大－KDDI研 (Sakaguchi, Nishimura, Ueno, Optics Express 2007)

dc current, Iop
excess carrier density, nex

Control pulse

ΔG (XGM)

Refractive index

SOA
Probe cw

Gaint
Stimulated emission

ΔΦ (XPM)phase shift, ΔΦNL∼0.3π

研究目的： 非線形位相シフト量の、周波数、電流(⇒消費電力)、SOA量子効率、SOA構造依存性を。
28

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

消費電力、およびその周波数依存性について (2)半導体アンプで高効率かつ高周波な非線形位相シフトを発生するには？
電通大－KDDI研 (Sakaguchi, Nishimura, Ueno, Optics Express 2007)

Custom-designed SOA chips, Leff= 300-1100 μm

Chip Gain (dB)+40

相互利得変調波形+30Iop
400 mA
300 mA
200 mA
150 mA+20100 mA+10B#1 sample

0-200

using lensed-fiber and xyz-stages
0+200Time (ps)+400+600

29

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

消費電力、およびその周波数依存性について (2)半導体アンプで高効率かつ高周波な非線形位相シフトを発生するには？
SOA内部で3段階の量子効率（損失）をモデル化し、各段階の測定結果を再現した。
dc current

η2(c) Ncw

η3B (MQW)

dt0.8

ηT= η1×η2 × η3
= 5-47%

η3=Npulse /NcwI opqVη1η 2η 3 −n pulse

τC⎧⎛⎞ ⎫ P
dg cw
− η 3 ⎨exp ⎜⎜ Γ Ln pulse ⎟⎟ − 1⎬ cwdn⎝
⎠ ⎭ hωV⎩⎧ ⎛⎞ ⎫ Ppulse
dg pulse− ⎨exp ⎜⎜ ΓLn pulse ⎟⎟ − 1⎬dn⎠ ⎭ hω V⎩ ⎝

0.4
0.2
020

100

500

20100500

1.52 B#1, I = 400 mA
nonlinear phase shift
1with holding-beam

1

OP

0.5
020

100

500

20100

500

0.8

0.5
0.2

Holding-beam Intensity
measured calculated-25 dBm-15 dBm-5 dBm

0.1

0.6

0.05
0.1

0.4

2010050020100500

Nominal injection current, Iop (mA)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.101101001000

Pulse energy (fJ)

0.20

Efficiency, ηT = η1×η2×η3ΔΦ (XPM)=

0.61(d) Npulse

dn pulseΔΦ/π (rad)ex(b) N injection

η2=Ncw /Ninjectionex

η1A (bulk)

20100500100 500 20
Nominal injection current, Iop (mA)

Recovery Rate 1/τeff (GHz)(a) Ninjection

η1=(Iop-I0)/Iop1

recovery acceleration
100 B#3, I = 200 mA
op50

105-50 -40 -30 -20 -10

0+10 +20 +30

Holding-Beam Intensity (dBm)30

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

消費電力、およびその周波数依存性について (2)半導体アンプで高効率かつ高周波な非線形位相シフトを発生するには？
電通大－KDDI研 (Sakaguchi, Nishimura, Ueno, Optics Express 2007)

SOA試作品： 構造×３種（日、米、欧）、導波路長×３種を、評価・モデル化した結果：

POP = VOP IOP (mW)at ΔΦ=0.3 π

30000

3000

ηT=1, τC =100 ps, dg/dn=20 × 10
τC= 50 ps
τC=200 ps,
ηT=0.5-17-17POP (mW)at ΔΦ=0.3 π

3000
2cm

1000dg/dn= 40 × 10-17dg/dn= 10 × 10
Demux,( Electrical)
ref [9]300(1/τeff)230
110100Bandwidth, 1/τeff (GHz)1000

calculated

B#1 1100 μm
B#2 700 μm
B#3 500 μm

measuredB#3 500 μm

A#1 1000 μm
A#2 700 μm

300
10030
1POP ~ B
10100

21000

Bandwidth, B (GHz)

近似的な結論：(1) SOA材料や構造固有の量子効率、消費電力 ∝ （量子効率)-2(2) 消費電力 ∝ （ビットレート）2、 現状： 5 pJ/bit @160G、 30 pJ/bit @ 1Tb/s (推定)(3) 光信号処理が消費する電子数= 7×107個 / bit
31

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

消費電力、およびその周波数依存性について (2)半導体アンプで高効率かつ高周波な非線形位相シフトを発生するには？
電通大－KDDI研 (Sakaguchi, Nishimura, Ueno, Optics Express 2007)

SOA内部動作モデル（敢えて簡潔に）
Holes

光信号C、１ビット→
Amplifiedpulses

Optical pulses
光信号A、１ビット

光信号B、１ビットtdc電流注入Electrons= 電子数 7×107個／ビット ⇒ 消費電力、発熱32

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

１ビット信号処理当りの”消費電力”
半導体光アンプ方式 vs. 光ファイバー方式
光ファイバー方式>100 pJ/bit

消費電力(dc),EB (Joule/bit)

1 nano

半導体方式

光フ(L= HN ァイバ
1m L, γ F、短 ー方=3 尺 式
0W に5～30pJ/bit

1 pico

光信号処理
半導体光アンプ方式、L << 10 mm
100M

1G

10G

100G

1T

Bit-rate, BR (b/s)⋅km-1-1)

10T
33

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

１ビット信号処理当りの”消費電力”
半導体光アンプ方式 vs. 光ファイバー方式、今後の展望
半導体方式
光ファイバー方式>100 pJ/bit

1 nano

OEO方式

消費電力(dc),EB (Joule/bit)

O-E-O方式

1 pico？
光 光信フ(L号= HN ァイバ 処
1m L
理ーF、,γ 短 方=3 尺 式
0W に

5～30pJ/bit
光信号処理
半導体光アンプ方式、L << 10 mm
100M

1G

10G

100G

1T

Bit-rate, BR (b/s)⋅km-1-1)

10T
34

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

その他の光信号処理デバイスの消費電力 (半導体方式)
光3R長距離中継器 (NEC/FESTA, 40Gb/s)

Y. Ueno, et al., IEEE PTL 2001.
Y. Hashimoto, et al., ECOC 2003.

半導体SMZ方式の光3Rゲート×2台。
40Gb/sを400km間隔で光3R中継。
30周回し、12,000km伝送。

消費光エネルギー < 0.05 pJ/bit
消費電力(dc)= 600mW/40G= 15 pJ/bit
35

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

NEC/NEDOフェムト秒Pj
ECOC 2003
電子情報通信学会 2003秋

36

その他の光信号処理デバイスの消費電力 (半導体方式)
M.T. Hill, M.K. Smit, et al., Nature 2004

光メモリ (TU Eindhoven, M.K. Smit氏)“Planar configuration”

消費光エネルギー < 0.005 pJ/bit
消費電力(dc)= 30mW/25G= 1 pJ/bit

光半導体集積リング型双安定レーザ
面積 18 × 40 μm2
0⇔1 切替時間 20 ps (25Gb/s相当)

37

Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

その他の光信号処理デバイスの消費電力 (半導体方式)
光メモリ (奈良先端大, 河口氏)

H. Kawaguchi et al., CLEO 2006, CWG6, 7“Vertical configuration”
0.98-μm-wavelength, 2-dim.,bistable VCSEL array.
0⇔1 切替時間 7 ps

消費光エネルギー < 0.001 pJ/bit
消費電力(dc)= 30mW/10G= 3 pJ/bit
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Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

その他の光信号処理デバイスの消費電力 (半導体方式)
Monolithic PC/QD-SMZ by FESTA, Optics Express 2004

光メモリ (筑波大-産総研-電通大-NEC/NEDO)
Output Signal
DC

Photonic Crystal

Light propagation
DC

Control Pulse
Signal Pulse
Control Pulse

QD-Based Large
NL (χ3) Media

Targets: Very small and low-power
Application: FF memory for buffering
NEDOプロジェクト、2005～2007現在進行中
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Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

謝辞

（敬称略）

電気通信大学

坂口淳、大平高志、Ferran Salleras、中本亮一

KDDI研究所

西村公佐、矢崎智基

デンマーク工科大

Jesper Mörk, Mads Nielsen

NEC研究所

田島一人、中村滋、小倉一郎、橋本陽一

筑波大学

浅川潔、杉本喜正

カールスルーエ大Juerg Leuthold

沖電気研究所

辻弘美、藤井浩三

情報通信研究機構 和田尚也
電気通信大学

三木哲也、来住直人
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Ultrafast Optical Logic Lab., UEC

本講演のまとめ・ 1990年代以降

半導体アンプ方式 と 非線形光ファイバー方式

・半導体アンプ方式は、『O-E-Oに比べて省電力かつ高速』を目指している。
しかし従来、消費光エネルギーが報告されてきた。
・ 本講演では、直接・間接関わってきた専門家の１人として、デバイス単体レベル『消費電力』の現状とその理解度、そして今後の展望を整理し、ご紹介しました。

光信号処理方式では

5 pJ/bit (160G) ～ 30 pJ/bit (1Tb/s)［1W@160G ～ 30 W@1Tb/s］

電子数
7,000万個
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Ultrafast Optical Logic Lab., UEC