日本学士院賞

年受賞者の野だ

田すすむ

昭和三五年
三月

三月

京都大学大学院工学研究科修士課程修了

京都大学工学部電気工学科卒業

進

月
昭和五七年

三月

三菱電機︵株︶中央研究所基礎研究部主員

光量子電子工学

歴
五九年

四月

専攻学科目
生
略
同
五九年

三年一一月

京都大学工学部助教授

同三月

京都大学大学院工学研究科教授︵現在に至る︶

京都大学工学部助手

平成

四年

五月

ベルギー・ゲント大学名誉博士号

四月

同

一二年

三月

京都大学大学院工学研究科附属光・電子理工学教育研究センター長︵併任︑現在に至る︶

六三年

同

一八年

四月

同

同

二一年

博士︵工学︶

同七出光の抑制や増強︑さらには三次元的な光伝搬制御ができることを実証した﹇主要論文1−8﹈︒

野田氏は︑この﹁完全三次元フォトニック結晶﹂の研究を︑次元進氏の﹁フォトニック結晶による光制御法の極限的開拓と半導の一つ低い﹁二次元フォトニック結晶﹂に発展させ︑三次元フォト博士︵工学︶野田体レーザ高度化への応用﹂に対する授賞

ニック結晶を遥かに凌ぐ光制御が実現できることを示した﹇主要論文9審査要旨−﹈︒ 具 体 的 に は︑ 上 下 を 自 由 空 間 に 挟 ま れ た 厚 さ 数 百機能の出現が期待されている︒まず︑野田氏は︑理論的提案と解析御され︑種々の物性が生じるのと同様︑光波の制御により︑多様なことであり︑原子を規則的に並べた通常の結晶において電子波が制結晶とは︑光の波長程の周期で屈折率を空間的に変化させた構造の応用する先駆的・先導的研究を行ってきた︒ここで︑フォトニック制御する手法を開拓するとともに︑これを半導体レーザの高度化にニック結晶と呼ぶ人工構造に関する研究を先導し︑光波を極限的に活発に行われてきている︒ そうした中で︑ 野田進氏は︑ フォトを果たしており︑光波を高度に制御するための技術の開拓が内外で計測・通信・照明・加工などの諸分野で︑光は極めて重要な役割〇〇〇万を超えるＱ値を持つフォトニック結晶共振器が実現され︑て︑共振器の基本構造として広く活用されている︒最近では︑一︑共振器電磁力学や量子光学などの基礎光科学やレーザ応用においの種の工夫を加えた共振器は﹁器内部での光波の往復回数︶を高める基本指針を明らかにした︒こに光が閉じ込められる時間が格段に長くなり︑共振器のＱ値︵共振変化をもたらす格子点の位置や大きさを巧妙に制御すれば︑共振器くことなどを示した︒さらに︑極微共振器の近傍において︑屈折率ことで︑光波の捕獲と閉じ込めの機能を持つ極微の共振器として働ることで︑光波を漏れなく導く導波路が形成でき︑点状欠陥を作るトニック結晶を作り込み︑その中に周期性を線状に乱した欠陥を作

特定波長の光が全方向に伝搬不能となることを示し︑この構造に発野田氏は︑フォトニック結晶を埋め込んだ半導体レーザの発明と三三を素材とする極微のラマン型レーザの発振に活用されている︒

光体や人工的な周期性の乱れを適切に導入することにより︑自然放︵共振器︶﹂と呼ばれ︑Nodaʼs cavityに留まっていた﹁完全三次元フォトニック結晶﹂を初めて実現して︑㎚の誘電体薄膜に対し︑屈折率を二次元的に変化させた二次元フォ２０Ｓｉ三三次元走査することや︑顔認証などに使用される構造を持つ照明光の−生成にも成功している︒フォトニック結晶レーザは︑将来︑ COレー﹈︒通常︑半導体レーザの大出力化には素子の発光面を大面積化する必要があ

ザやファイバーレーザなど︑他の大出力レーザも凌ぐ性能が期待さ開発においても卓越した成果を達成した﹇主要論文

るが︑光波モード︵振動姿態︶が多様になるため︑ビーム品質が著れ︑計測︑加工︑照明︑通信︑医療などの諸分野での貢献を通じ︑

レ ン ト な 動 作 が 可 能 と な る こ と を 示 し︑ ビ ー ム 品 質 が 高 い 高 出 力の発振が支配的となって安定化でき︑極めて大きな面積でもコヒーンド構造の特異点︵Γ点等︶を活用することで︑特定の振動姿態で﹇主要論文熱 輻 射 や 太 陽 電 池 の 分 野 に 展 開 し︑ 新 た な 可 能 性 を 開 拓 し て い る

さらに︑野田氏は︑フォトニック結晶レーザの研究で得た知見を2しく劣化する難点があり︑応用上のボトルネックとなっていた︒野超スマート社会の実現に資するものと期待されている︒

３５

田氏は︑半導体レーザに二次元のフォトニック結晶を埋め込み︑バ２1−﹈︒熱輻射はスペクトルが広く︑応答速度が遅い課

二つのフォトニック結晶を四分の一周期ずらして重ねた﹁二重格子レーザ︑すなわち︑高輝度半導体レーザを実現可能とした︒特に︑特定の狭い帯域に集約し︑高速変調も可能とする熱輻射制御の新概題があるが︑野田氏は︑エネルギーを損失することなく︑熱輻射を上述のように︑野田氏は︑完全三次元フォトニック結晶を世界で径や位置を同時に変化させた﹁複合変調フォトニック結晶﹂という献すると期待されている︒さらに︑フォトニック結晶の格子点の孔示されており︑ロボットや自動運転システムの高性能化に大きく貢しの高い分解能を持つ光測距システム︵ LiDAR︶にも応用可能性が質を備え︑回折によるビームの広がりも抑制されるため︑レンズ無このフォトニック結晶レーザは︑高出力性に加え︑高いビーム品への寄与は真に顕著であり︑日本学士院賞に相応しい業績である︒

献することが期待される︒これらの卓越した学術への貢献と実社会の成果は︑今後の基礎科学の発展と光技術の社会的展開に大きく貢

ク結晶を含む光科学・光技術の発展に大きく寄与してきた︒それら

げて︑内外の研究を先導する役割を果たしてきており︑フォトニッニック結晶を埋め込んだレーザを発明・開発し︑卓越した業績を挙制御手法を創出・実証し︑顕著な成果を達成した︒さらに︑フォト初めて実現するとともに︑二次元フォトニック結晶による高度な光新たなフォトニック結晶構造の考案により︑光ビームを電気的に二の高ビーム品質の半導体レーザを世界で初めて誕生させた︒

大面積レーザのコヒーレント動作を実現し︑一〇〜一〇〇ワット級念を創り出している︒

４０フォトニック結晶﹂という独自構造により︑直径が〇・五〜数㎜の３6なお︑野田氏の研究成果は︑五〇〇件を超す学術論文や国際会議発表の形で発表されており︑三万件を超す引用を受けるなど︑大きな注目を集めている︒また︑米国光学会フラウンホーファ賞︑米国電気電子学会ナノテクノロジーパイオニア賞︑江崎玲於奈賞︑紫綬褒章︑応用物理学会業績賞など︑多くの賞を授与されている︒

主要論文
Ａ．完全三次元フォトニック結晶の実現およびそれによる光制御に関するもの
[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

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Ｂ．二次元フォトニック結晶による三次元結晶に勝るとも劣らない光制御に関するもの[9] S. Noda, A. Chutinan, and M. Imada, “Trapping and emission of photons by asingle defect in a photonic bandgap structure”, Nature, Vol. 407, No. 6804,
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[10] Y. Akahane, T. Asano, B. S. Song, and S. Noda, “High-Q photonic nanocavityin a two-dimensional photonic crystal”, Nature, Vol. 425, No. 6961, pp. 944–947 (2003).
[11] B. S. Song, S. Noda, and T. Asano “Photonic devices based on in-plane hetero
photonic crystals”, Science, Vol. 300, No. 5625, p. 1537 (2003).
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[13] M. Fujita, S. Takahashi, Y. Tanaka, T. Asano, and S. Noda, “Simultaneous inhibition and redistribution of spontaneous light emission in photonic crystals”,
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[14] Y. Akahane, T. Asano, B. S. Song, and S. Noda, “Fine-tuned high-Q photonic-crystal nanocavity”, Optics Express, Vol. 13, No. 4, pp. 1202–1214 (2005).

三三

[15]
[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

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Ｃ．フォトニック結晶レーザーの発明・開発に関するもの[21] M. Imada, S. Noda, A. Chutinan, T. Tokuda, M. Murata, and G. Sasaki “Coherent two-dimensional lasing action in surface-emitting laser with triangular-lattice photonic crystal structure”, Applied Physics Letters, Vol. 75, No. 3,pp. 316–318 (1999).
[22] S. Noda, M. Yokoyama, M. Imada, A. Chutinan, and M. Mochizuki, “Polarization mode control of two-dimensional photonic crystal laser by unit cellstructure design”, Science, Vol. 293, No. 5532, pp. 1123–1125 (2001).
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四四19, paper 195306 (2002).
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[26] Y. Kurosaka, S. Iwahashi, Y. Liang, K. Sakai, E. Miyai, W. Kunishi, D. Ohnishi, and S. Noda, “On-chip beam-steering photonic-crystal lasers”, Nature
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[27] Y. Liang, P. Chao, K. Sakai, S. Iwahashi, and S. Noda, “Three-dimensional
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[28] S. Iwahashi, Y. Kurosaka, K. Sakai, K. Kitamura, N. Takayama, and S. Noda,“Higher-order vector beams produced by photonic-crystal lasers”, Optics Express, Vol. 19, No. 13, pp. 11963–11968 (2011).
[29] Y. Liang, C. Peng, K Sakai, S. Iwahashi, and S. Noda, “Three-dimensional
coupled-wave model for square-lattice photonic crystal lasers with transverse
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[30] K. Hirose, Y. Liang, Y. Kurosaka, A. Watanabe, T. Sugiyama, and S. Noda,“Watt-class high-power, high-beam-quality photonic-crystal lasers”, Nature
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[31] S. Noda, K. Kitamura, T. Okino, D. Yasuda, and Y. Tanaka, “Photonic-Crystal
Surface-Emitting Lasers: Review and Introduction of Modulated-PhotonicCrystals”, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol.
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[32] M. Yoshida, M. De Zoysa, K. Ishizaki, Y. Tanaka, M. Kawasaki, R. Hatsuda, B.

S. Song, J. Gelleta, and S. Noda, “Double-lattice photonic-crystal resonators
enabling semiconductor lasers with high-brightness and symmetric narrow-divergence beams”, Nature Materials, Vol. 18, No. 2, pp. 121–128 (2019).
[33] R. Sakata, K. Ishizaki, M. De Zoysa, S. Fukuhara, T. Inoue, Y. Tanaka, K.
Iwata, R. Hatsuda, M. Yoshida, J. Gelleta, and S. Noda, “Dually modulated
photonic crystals enabling high-power high-beam-quality two-dimensional
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[34] R. Morita, T. Inoue, M. De Zoysa, K. Ishizaki, and S. Noda, “Photonic-crystallasers with two-dimensionally arranged gain and loss sections for high-peakpower short-pulse operation”, Nature Photonics, Vol. 15, No. 4, pp. 311–318(2021).
[35] M. Yoshida, M. De Zoysa, K. Ishizaki, W. Kunishi, T. Inoue, K. Izumi, R.
Hatsuda, and S. Noda, “Photonic-crystal lasers with high-quality narrow-divergence symmetric beams and their application to LiDAR” (review paper),
Journal of Physics: Photonics, Vol. 3, No. 2, paper 022006 (2021).
Ｄ．フォトニック結晶による熱輻射制御、太陽電池応用に関するもの[36] M. De Zoysa, T. Asano, K. Mochizuki, A. Oskooi, T. Inoue, and S. Noda,“Conversion of broadband to narrowband thermal emission through energy
recycling”, Nature Photonics, Vol. 6, No. 8, pp. 535–539 (2012).
[37] T. Inoue, M. D. Zoysa, T. Asano, and S. Noda, “Realization of dynamic thermal emission control”, Nature Materials, Vol. 13, No. 10, pp. 928–931(2014).
[38] T. Asano, M. Suemitsu, K. Hashimoto, M. De Zoysa, T. Shibahara, T. Tsutsumi, and S. Noda, “Near-infrared-to-visible highly selective thermal emittersbased on an intrinsic semiconductor”, Science Advances, Vol. 2, No. 12, paper e1600499 (2016).
[39] K. Ishizaki, M. De Zoysa, Y. Tanaka, S. Jeon, and S. Noda, “Progress in thin-film silicon solar cells based on photonic-crystal structures” (review paper),Japnese Journal of Applied Physcs, Vol. 57, No. 6, paper 060101 (2018).
[40] T. Inoue, K. Ikeda, B.-S. Song, T. Suzuki, K. Ishino, T. Asano, and S. Noda,“Integrated near-field thermophotovoltaic device overcoming blackbody limit”, ACS Photonics: Vol. 8, No. 8, pp. 2466–2472 (2021).

四四