21世紀の光情報通信時代にむけた
21世紀の光情報通信時代にむけた
酸化物単結晶・デバイスビジネス株式会社 オキサイド
www.optwww.opt-oxide.com

大きなビジネスチャンス
社会環境の大きな変革
21世紀はフォトニクスの時代
21世紀はフォトニクスの時代
光情報通信産業：65
光情報通信産業：65兆円
65兆円

波長変換素子光ファイバアンプ

光スイッチ
光変調器

ビジネスの鍵は光機能デバイスと単結晶

単結晶とは？

Ｃ
単結晶の塊

ダイヤモンドＣ
ルビー

どこを取っても同じ原子の配列
どこも同じ性質

LiNbO3 (LN) ・ LiTaO3 (LT)単結晶の特性と応用デバイス(LT)単結晶の特性と応用デバイス
強誘電性LN
強誘電性LN / LT単結晶
LT単結晶
焦電効果

焦電センサ

（温度変化で電流）

赤外線検知器

圧電効果（電気で伸び縮みする）

携帯電話周波数フィルター
TV・ビデオチューナー
TV・ビデオチューナー

従来の応用
次世代応用

非線形光学効果（光の周波数を変える）

電気光学効果（電気で屈折率変化）

入力光
出力光
光素子用単結晶
機構開発
入力光

電気信号

周波数
出力光
変換素子
ガス検知
ガス検知

→光信号
光加工用高出力光源
通信用光変調器、スイッチ
医療/
医療/ 計測用赤外光源
大容量メモリ（ホログラム）
ディスプレー用光源

限りなく広い分野での応用：
光通信、光情報処理、ディスプレー、環境計測、レーザー治療、光加工

ただし、光デバイス用材料としては、大幅な特性の改善が必要

国立研究所の研究成果の実用化
基礎研究

実用化研究

DCCZ method
2~4 inch φ

大企業数社へ技術移転したものの…
技術移転したものの…
製品化に失敗研究成果
・特許出願：30
・特許出願：30件
30件
・原著論文：７５件
科学技術庁 無機材質研究所 1988～
1988～1993

自ら会社設立を決意「公務員の休職制度活用第１号」
2000年
2000年10月に人事院の承認
10月に人事院の承認
自ら会社設立(独)物質・材料研究機構
1994～
1994～1999

物質材料研究所発ベンチャー第一号
OXIDE 2000～
2000～

従来の回転引上げ法による単結晶育成の様子

種結晶を液面に浸す

適温を⾒つけ引上げる

温度をコントロールしながら引上育成（自動制御）

従来の量産技術では
融液組成と結晶組成が⼀致していることが大切！

従来の一致溶融組成Li1Nb1O3単結晶の問題点
従来結晶の中に現れる欠陥（原⼦配列の乱れ）
Temp.
( ℃)
1200

一致溶融組成定比組成(Li : Nb =48.5 : 51.5)(Li:Nb = 50:50)
liquidLiNbO 3

Nb

solid

1100

1000

Li

solution

LiNbO 3

LiNbO 3++

Li 3NbO 4

LiNb 3O 8

42

46

50

54

Nb2O5 (mol%)

従来結晶の組成(Li0.95,Nb0.01,

0.04)NbO3

58

Vacancy

市販されている材料には極めて多量の⽋陥が含まれている。
単結晶育成法の制約から！
材料本来のもつ⾼機能発現が困難！

オキサイドが提供するマテリアルソリューション
従来方法における限界

全自動原料供給⼆重坩堝法
組成に限定がない
常に一定環境で育成。

均質結晶は一致溶融組成に限定
一定環境で育成ができない。

。

数千種類の材料で実用化されたのはわずか十数種類！
Li１Nb１O3
Li１Ta１O3
K１Nb１O3
K１Li１ーｘTa１ Nb１ーｙ O3

不不定⽐⽋陥：千個に１個

欠陥：10〜100万個に１個以下

材料のブレイクスルーは製造技術のブレークスルーから

ベンチャー企業設立と理念
理念： １. 研究成果の社会への還元とキーマテリアルを世界に発信
２. 顧客へのマテリアルソリューションを提供
３. 未来の市場機会を創造する単結晶を核とした製品開発
山梨県での起業を決意
1.基盤となる地場産業の存在
1.基盤となる地場産業の存在
2.安定した電力や水資源
2.安定した電力や水資源
3.山梨県の地域振興への熱意
3.山梨県の地域振興への熱意
4.コーディネータや
4.コーディネータやVC
コーディネータやVCのサポート
VCのサポート

独立行政法人物質材料研究機構（つくば市）

オキサイド（山梨県小淵沢町）

起業直後の本社工場の様子

オキサイド本社投資した製造設備

米国ベンチャー企業office
米国ベンチャー企業office（office（イメージ）基礎研究の成果と実用化のギャップ

X-ray トポ写真

国立研究所
開発初期歩留～10
開発初期歩留～10％10％

高品質化されたSLT
高品質化されたSLT単結晶
SLT単結晶歩留 >95％>95％

研究開発戦略
PhaseⅡ. 装置の高度化と新材料開発
PhaseⅠ. 独自技術を製造装置に確立
委託開発や共同研究を活用した新展開
製品の高品質化と高歩留化
光情報通信用KN、
KN、SBN単結晶
SBN単結晶（家電メーカ、Ｎ社等）
医療・加工・デジタル家電用
Nd:YVO4単結晶（分子研、R（分子研、R社、H社、H社）

バイオ・計測家電用LiTaO
家電用LiTaO3

紫外レーザ用CLBO,ＢＢＯ単結晶他
CLBO,ＢＢＯ単結晶他(大阪大学、他）
医療・計測用シンチレータ単結晶(米国立研究所）

バイオ・計測・通信
デジタル家電用LiNbO
デジタル家電用LiNbO3「新技術･新製品賞」中小企業庁長官賞」「日本結晶成長学会技術賞」「つくばベンチャー大賞特別賞」 「もの作り300「もの作り300社」
300社」「創業ベンチャー国民フォーラム会長賞」

通信・バイオ・計測用
ドメインエンジニア素子(三菱電線から事業買収）

加工・自動車応用
単結晶単結晶-セラミックスコンポジット
(C社、
(C社、T
社、T社他）

結晶製品群変換

発光
Yb:YAGLSO,GSO,LYSO

CLBO
PPLN,PPLT
PhaseⅠ. 独自の製造技術を確立
製品の高品質化と高歩留化

BSO

BBO
GdVO4,YVO4
CZ、CZ、FZ、
FZ、TSSG、
TSSG、VB、
VB、EFG法等
EFG法等
SLN

SLT

SBN

DAST
BGO

制御

TeO2

依託開発

弊社単結晶の各種応用分野

紫外～可視～赤外光領域の広範囲な応用分野
デジタル家電特徴ある高機能単結晶材料を提供
マテリアルソリューション提供・委託研究開発
材料～デバイス～システムの事業提携

微細加工

光情報処理
超高速・大容量光通信
医療・バイオ

医療用画像処理
テラヘルツ分野
ナノ加工
光造形

製造体制の強化と新たな事業展開
本社工場移転（ 2004年
2004年10月購入）、
10月購入）、2000坪、建物：
坪、建物：800
800坪，
土 地： 2000
坪、建物：
800
坪，

北杜市誘致企業第一号認定

大手事業会社との資本提携

新事業参入と事業拡大

STEP Ⅱ 光モジュール事業展開
モジュール技術
各種センサ
光学設計技術オキサイド保有技術

単結晶育成技術
各種モジュール
Optical Design

パッケ
パッケージング
ージング技術
Crystal Growth＋

デバイス技術YAG Welding Seam Welding

各種制御器
各種制御器
低損失接続技術
PPPSLN / PPSLT

Low Loss Coupling

デバイス技術（強誘電体材料の分極反転）

Cleaning

Patterning
process

LN・ＬＴ Growth

Electrode
Spattering

Periodical
Poling

7um~4um OPO~3um OPO

LN・ＬＴ Wafer

PPLN/ＬＴ
Fabrication

532nm SHG

Chip

355nm THG

Unit

モジュール技術
光ファイバー調芯・アセンブリを中心に以下の技術を有しております
マルチレート干渉計

電動偏波
コントローラ

計測・制御

レセプタクルモジュール

ハイブリッド集積
非球面レンズ
電気光学効果光ファイバ
音響光学効果
光干渉効果

波長可変光源モジュール

偏光制御
光回折効果

マイケルソン
干渉計

光学設計 機構設計

レーザー光学

コア技術

モード結合

調芯技術 実装技術

光ハイブリッド

タンデム型波長可
変フィルタ

非線形光学

気密封止
磁気光学効果
レーザー溶接サブµｍ調芯高信頼性・長期寿命
医療・バイオ

波長変換
モジュール

光通信

手動偏波コントローラ

加 工
光ディレイライン

OXIDE
Supplying the material solutions companies

Thank You!
Contact: Yasu Furukawa
furukawa@optfurukawa@opt-oxide.com

www.optwww.opt-oxide.com+81+81-551551-2020-5353

２０１０年２月

お客様の商品開発を結晶材料面からお手伝いします
ご提供の内容新製品（素材）開発
優先/独占供給
優先 独占供給
助成金獲得支援・弊社が有する技術ノウハウや設備をご提供いたします・弊社ラインナップ製品の性能を向上してご提供いたします・弊社ラインナップにない商品を新たに開発して追加いたします
・物性把握や育成可能性調査を目的とした結晶の試作をご提供いたします
・開発材料を優先もしくは独占供給させていただきます・助成金等を活用した研究開発に共同開発者として協力いたします

これによりお客様の問題を解決いたします・弊社リソース活用による開発期間の短縮
・開発投資（設備・不要実験）の低減
・事業品質（商品性能、コスト力）の向上

時間
コスト
品質

製品開発プロセス
状況に応じて様々な切り口で貴社の製品開発をお手伝いします
OXIDE cover area

切り口の例③
例②
商品企画

市場調査/分析
ターゲット設定
ニーズ把握
商品コンセプト
製品仕様

要素技術検討

要素設計
・製品仕様ブレークダウン
・開発方針の策定

試作・改善

例①

試作
・作製（実験）条件の決定
・部材/設備の準備
・結晶育成
・熱処理/加工・デバイス/モジュール化
評価・動作試験・品質評価
・特性測定
・実機搭載評価・顧客評価
・試作へのフィードバック
設計変更
・概念設計へのフィードバック
・製品コンセプトへのフィードバック

量産準備

ライン設備導入
・ライン設計・個別装置導入
・試験製造
・製品評価
・試験供給

量産

安定供給

支援形態①機器・装置の性能向上
高機能結晶素材による機器・装置の性能向上をお手伝いします
対象となる機器・装置の例
・半導体検査装置、プロジェクタ、レーザー加工機、医療機器、他

活用技術
・酸化物結晶の育成技術（NIMS・・日立金属・東芝・大阪大学・東北大学・・酸化物結晶の育成技術（
信州大学・湘南工科大学・多木化学・三井化学・三井金属・NEC・
・NEL・
・他）
信州大学・湘南工科大学・多木化学・三井化学・三井金属・・熱処理/加工技術（
・Stanford大学・日立金属・東芝・三井化学・他）
大学・日立金属・東芝・三井化学・他）
・熱処理 加工技術（NIMS・
加工技術（
・材料評価技術（日立金属・NIMS・・Stanford大学・三菱電線工業・他）
大学・三菱電線工業・他）
・材料評価技術（日立金属・補助金・助成金の活用ご支援
・経済産業省、NEDO
・経済産業省、NEDO、
NEDO、JST、
JST、その他において10
その他において10件以上の活用実績
10件以上の活用実績
・コンサルティング（提案、運用、報告）、共同参画など

①機器・装置の性能向上（実施例）
一例としてCLBO結晶の開発についてご紹介します
ベース技術（TSSG法）
法）
ベース技術（装置性能（寿命）の大幅向上

開発結晶
従来結晶
ライセンス
技術移管
CLBO結晶結晶

大阪大学
水溶原料合成法・溶液攪拌法
(GW/cm2)302520溶液撹拌＋水溶混合CLBO

結晶の高品質化26.0-28.3

20.2-23.9

値
17.2-19.0 水溶混合原料
閾1515.1-18.4
CLBO傷
13.9-16.6
損10
ー
ザ 8.8-10.4 溶液撹拌CLBO
ー 5 従来品質CLBO
レ

装置外観

0

H7

～

H9

H15 H18

支援形態②デバイス・モジュール開発支援
素材の見直しまで含めた形で技術開発をお手伝いします
対象となるデバイス・モジュールの例
・光学部品：共振器モジュール、波長変換モジュール、変調モジュール・圧電部品：圧力センサーデバイス、ピエゾモジュール
・シンチレーション部品：放射線検出モジュール

活用技術
・強誘電体材料の分極反転技術（三菱電線工業）
・アセンブリ技術（応用光電）
・光アイソレータ技術（日立金属）

②デバイス・モジュール開発支援（実施例）
一例としてファラデー結晶の開発についてご紹介します
光アイソレータデバイスの小型化
ベース技術（FZ法・ベース技術（ 法・CZ法）
法・ 法）

従来品

開発品

M&A

モジュール外観

日刊工業新聞2010.1.19
日刊工業新聞2010.1.19

装置外観（CZ法）
装置外観（ 法）

応用光電

日立金属

・アセンブリ技術

・光アイソレータ技術

低損失接続技術

装置外観（FZ法）
装置外観（ 法）YAG Welding

Seam Welding

ベルデ定数測定装置

支援形態③素材製造技術支援
素材製品の性能・品質向上、コスト低減をお手伝いします
対象となる材料の例
・電気光学・波長変換：LN
・電気光学・波長変換：LN、
LN、LT、LT、KN、
KN、SBN、
SBN、CLBO、
CLBO、BBO、
BBO、LBO、
LBO、KTP、
KTP、他
・レーザー：Nd:YAG・レーザー：Nd:YAG、
Nd:YAG、Nd：
Nd：YVO4、
YVO4、他
・圧電：LGS
・圧電：LGS、
LGS、LGT、
LGT、BTO、
BTO、他
・その他：KT
・その他：KT、
KT、フォルステライト、サファイア、半導体材料、他

備考
・①～③の全てにおいてOEM・①～③の全てにおいてOEMや優先供給
OEMや優先供給/
や優先供給/独占供給も対応可能

③素材製造技術支援（実施例）
一例としてBSO結晶の開発についてご紹介します
高性能BSOシンチレータ量産技術構築
ベース技術（VB法）

技術
指導
圧電材料（社内開発）

信州大学
・VB技術

実験装置

装置と開発材料

湘南工大
・VB技術

BSO結晶
結晶

フューテック・VB装置技術設備一覧表結晶・デバイス・モジュールの製造・評価に関して以下の設備を有しています【結晶の育成・加工・評価】【デバイス・モジュールの製造・評価】•

X線回折（トポグラフ、ラウエ、等）•

シーム溶接機•熱分析•

YAGレーザー溶接機
YAGレーザー溶接機•

微小光吸収測定•

光ファイバー調芯系•

微小光散乱測定•

各種波長帯レーザ光源•

吸収スペクトル測定•

熱衝撃環境試験
熱衝撃環境試験•

強誘電体分極の反転電圧測定•

温湿度環境試験
温湿度環境試験•

波長変換特性評価•

波長変換特性寿命試験•

レーザー光照射耐性評価•

波長分散評価（光通信部品）•

各種雰囲気での熱処理•

クリーンルーム環境•

加工処理（切断、研磨）•

フォトリソグラフィ•

ケミカルエッチング処理•

挿入損失、伝搬損失、消光比測定

•

低湿度環境

•

ベルデ定数など各種光学特性測定

５．本社工場
本社工場移転（ 20052005年5月購入）、北月購入）、北杜市）、北杜市誘
杜市誘致企業
致企業第一号認定
000坪
物：1
00坪
土 地： 3000
坪、建物：
1300
坪

６．技術リソース・人的リソース
国立研究所の結晶成長技術に民間企業のデバイス・モジュール技術を融合
NIMS＋日立金属・東芝・NEC・多木化学・三井化学

結晶育成
結晶開発サービス

モジュール

デバイス
三菱電線工業＋NIMS・分子科学研究所
三菱電線工業

応用光電＋日立金属
応用光電（技術者の主な出身企業）
日立金属・東芝・三井化学・三井金属・ SONY ・富士通カンタムデバイス
日本メクトロン・NELクリスタル・住友大阪セメント・サンテック・エプソン（社外アライアンス）

大阪大学

信州大学

NIMS

九州大学

山梨大学

分子科学研究所

早稲田大学

湘南工科大学

東北大学

Stanford大学

７．実績サマリー
業種

委託主

要件

ソリューション

半導体

A

検査用DUV
検査用DUV光源の寿命改善
DUV光源の寿命改善

高UV耐性
UV耐性CLBO
耐性CLBOの実用化
CLBOの実用化

通信

Ｂ

超高速超小型光偏向器の実現

高EO性能材料の実用化
EO性能材料の実用化

通信Ｃ

小型光アイソレータデバイスの実現

高ファラデー性能材料の実用化

家電

Ｄ

白色LED
白色LED用蛍光材料の低コスト化
LED用蛍光材料の低コスト化

新製造法による可能性検証

計測Ｅ

高性能レーザー結晶の安定供給

FZ法による量産技術構築
FZ法による量産技術構築

ｴﾈﾙｷﾞ

Ｆ

高性能シンチレータ材料の量産供給

高品質BSO
高品質BSO結晶の量産技術構築
BSO結晶の量産技術構築

電機

Ｇ

DUV光源の高性能化
DUV光源の高性能化

紫外用非線形光学結晶の長寿命化

化学

Ｈ

ファイバーレーザ用アイソレータ開発

新ファラデー性能材料の探索

精密

Ｉ

自動車用センサ材料の開発

圧電材料の高性能化

半導体

Ｊ

半導体検査装置の高性能化

長寿命CLBO
長寿命CLBOの製造技術開発
CLBOの製造技術開発

家電

Ｋ

緑色光源用波長変換素子の開発

デバイス設計と試作

家電

Ｌ

ＲＧＢ光源用ＳＨＧ素子の安定供給

ＬＮ単結晶とデバイスの量産化

通信

Ｍ

次世代通信用モジュールの開発

ファイバーモジュールの設計試作

その他

OXIDE
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furukawa@optfurukawa@opt-oxide.com

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New! “BSO is now available for High Energy &Nuclear Physics Research”
Large-size BSO now available for the first time on a commercial scale fromOXIDE. Try this unique scintillator crystal, for a breakthrough in your research.
BSO Advantages:
・three times as fast response and better radiation hardness than BGO
・absence of hygroscopicity and shorter radiation length than CsI・ten times more light output than PWO【Scintillators for High Energy and Nuclear Physics Research】】
Scintillator
Bi4Si3O12 (BSO)
Bi4Ge3O12 (BGO)
BaF2：
CsI：TlNaI TlCsI
PbWO4 (PWO)：
Gd SiO ：Ce (GSO)
Lu2SiO5 Ce (LSO)
2

5

OXIDE

Decay

Density

Light yield

Hygroscopicity

○
△
△
△
×
○
○
○
○

○
○
△
×
△
△
○
○
○

○
○
○
○
○
○
△
○
○

○
○
○
×
△
△
○
○
○

Cost

○
○
○
○
○
○
○
×
×
○：excellent △：fair ×：poor

Oxide Corporation

1747-1 Makihara, Mukawa, Hokuto, Yamanashi, 408-0302 JAPAN(Contact) H.Fukube, M.Miyauchi, A.Senda(Tel) +81-551-26-0022, (Fax) +81-551-26-0033,(E-mail) Sales@opt-oxide.com , (URL) http://www.opt-oxide.com/english/index.html

【Physical properties of BSO】】
・ Effective atomic number: 73
・ Density : 6.80 (g/cm3)
・Radiation length : 11.5 (mm)・Peak emission : 480 (nm)・Decay constant (nsec): 99(82%), 26(12%), 2.4(6%)
・Radiation hardness : 105-106 (rad)・Refractive index : 2.06
・d(LY)/dT : -2 (%K)
・Cleavage : No・Hygroscopicity : No
・Hardness (Mohs) : 6
・Melting point : 1300 (K)（M.Ishii et.al, Optical Materials 19(2002)201）（Phase diagram）【Relative scintillation characteristics】】
Decay time (nsec)

Density (g/cm3)

Radiation length (cm)Light yield (relative)

Bi4Si3O12 (BSO)

2.4/26/99*

6.80**

1.15**

0.25/0.5/3.4*

Bi4Ge3O12 (BGO)

300

7.13

1.12

21

BaF2

0.9/630

4.89

2.03

3.4/36

NaI：Tl

230

3.67

2.59

100

CsI：Tl

1300

4.51

1.86

165

CsI (pure)

6/35

4.51

1.86

1.1/3.6

PbWO4 (PWO)

10/30

8.3

0.89

0.29/0.083

Lu2SiO5：Ce (LSO)

40

7.40

1.14

83

Gd2SiO5：Ce (GSO)

56/600

6.71

1.38

30/3

Scintillator

C. Amsler, et al., Physics Letters B 667(2008)1*M.Ishii, et.al, Optical Materials 19(2002）201**H.Shimizu, et.al, NIMPR A 550(2005)258

Density (g/cm3)

Decay constant (nsec)

Light yield

BSO
BGO
BaF2
NaI:TlCsI:Tl
CsI
PWO
LSO
GSO
10

100

1000

3

4

5

6

7

8

0.1

1

10

100

（Blue region is suitable for High Energy Physics Research in the future）

New!

OXIDE is now ready forindustrial-level BSO supply＜Crystal Growth＞
BSO crystals are grown using the Bridgeman method.
Because this is an incongruent growth method, it was
impossible ,up until now, to manufacture a large-sized,
high quality BSO crystal at a high yield rate.
Oxide is a spin-off technology company of NIMS,(National Institute for Materials Science, of Japan),with a unique crystal growth technology based oncontinuous material feed. By applying this technology
to BSO crystal growth, we have succeeded, for the firsttime in the industry, in commercial scale crystal
production.
Through our production experiences in laser crystals,
we have established a technology to rigidly control thegrowth conditions and chemical composition of crystals.
As a result, our BSO crystals have an outstanding
radiation hardness and a very uniform scintillation
performance.

＜Processing>
For the purpose of high energy calorimeters,
scintillation crystals need to be very large in size, i.e.,several hundred mm in length and several dozen mm incross section. Hundreds or even thousands of suchlarge crystals are mounted on a single calorimeter.
Additionally, each crystal must be precision finished inorder to have an individual shape and taper angle. Our
X-ray diffraction technology enables accurate sensingof crystal orientation and we cut and polish scintillation
crystals to meet the most rigid customer specifications.

＜Quality Control＞
Customer satisfaction is Oxide’s No.1 priority. We
have obtained ISO9001:2008 certification from ANAB(ANSI-ASQ National Accreditation Board) in the
U.S.A., one of the most authoritative accreditation
bodies in the world. At each production stage, we havecomplete process control so as to fully meet customer
product specifications. To stay ahead of the pack,Oxide Corporation is always looking for new ways toimprove our everyday quality control and customer
service.

OXIDE offers single crystal solutions
Check out our richly-experienced seasoned engineers.
Through a contract development, we will grow for you any new
high-performance single crystals either for advanced industrial
use or frontier research purpose.

Stoichiometric LiTaO3

What crystal will you need?
 with novel performance with improved performance in material and shape not available inthe market
 for evaluation of basic properties
 as substitute for existing materials

Contact us now !

Crystal growth unit of DCCZ
(Double-Crucible Czochralski) method

Various crystal technologies to meet your needs
Growth methods
DCCZ, CZ, TSSG, FZ, EFG, VB, etc.
Single crystals
MgSLT/MgSLN, SLT/SLN, CLT/CLN, CLBO, BBO, LBO, KT, TeO2, LGT,
TGG, YVO4, GdVO4, BSO, BGO, and any other customized crystals

Versatile evaluation and analysis for quality control
Weak absorption measurement

Equipment / methods
Photo-thermal interferrometer, Spectrophotometer, X-ray diffractometer,
Various laser sources, Prism coupling technique,
DTA (different thermal analysis), etc.

Devices & modules based on our crystals are also available.

OXIDE

Oxide Corporation

1747-1 Makihara, Mukawa, Hokuto, Yamanashi, 408-0302 JAPAN(Contact) H.Fukube, M.Miyauchi, A.Senda(Tel) +81-551-26-0022, (Fax) +81-551-26-0033,(E-mail) Sales@opt-oxide.com , (URL) http://www.opt-oxide.com/english/index.html