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講義No.09558

「光」の制御技術が、未来の世界を切り開く鍵となる!

社会生活を支える光通信技術

 私たちの日常生活は、今やスマートフォンやパソコンでインターネットにつながるのが当たり前です。いつでもどこでも配信コンテンツを楽しみ、友人たちとSNSでいろいろな情報を共有できます。その莫大な通信量を支えているのが光通信ネットワークであり、世界中に張り巡らされた光ファイバー網で伝送されています。しかし光は、ちょっとした環境変化ですぐに減衰してしまいます。光ファイバーは、いかに光を減衰せずスムーズに導くかという「光導波路」技術を用いており、コアとクラッドという二重構造を持つ石英ガラスの中を反射させることで光を前に進ませます。

大量のデータは光の信号に乗る

 光が伝送するのは0か1のデジタルデータです。例えるなら横断歩道の信号機で「止まれ」を表す赤や「進んでよい」を表す青の信号であり、これも光を使って情報を伝えているという意味では同じです。
 異なる波長の光を多重化すると、1本の光ファイバーにたくさんの信号が乗せられます。例えば、空にできる7色の虹には、よく見てみるとたくさんの色が含まれていることがわかります。波長の長短によって、私たちはこれらを異なる色としてとらえます。この波長ごとにそれぞれ別の信号を乗せればいいわけです。ここで活躍するのが光のフィルタで、異なる波長の光を混ぜ合わせて多重化したり、多重化した光信号を切り分けたりする役割を持ちます。

光を制御して新しい未来へ

 こうした光フィルタのほか、光の経路を切り替える光スイッチなど、光を電気に変換せずにさまざまな処理を実現するのが光回路です。光回路は通信だけでなく、光を用いた計測など、さまざまな用途に用いられます。その鍵を握るのが、光の伝播する道筋となる「光導波路」というわけです。おそらく今後、光通信はますます高度化し、より身近な場所に基地局が設置されていくことでしょう。ですからこの「光導波路」をいかに小型化・高性能化・低コスト化するかが、「未来の世界の形」を決めるといっても過言ではありません。

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この学問が向いているかも 電磁気学、電子工学、通信工学、情報工学

香川大学
創造工学部 創造工学科 情報通信コース 教授
丸 浩一 先生

メッセージ

 インターネットでいろいろな情報を得ている現代では、もはや「光」を使った通信技術はなくてはならないものです。この通信技術はますます日常生活を豊かにしていき、思いもよらない応用をされながら発展するでしょう。
 つまり未来社会のインフラを支える技術となるわけですが、その基礎になっているのはあなたが高校で習う数学や物理です。大学からそれらが専門的になっていきますが、その前にしっかり基礎固めができていることがとても重要です。その上で科学的・合理的な考え方も大切になってくるのです。

先生の学問へのきっかけ

 子どもの頃は電気の回路が大好きでした。幼稚園の頃から家の時計やモーターを分解して、両親を困らせていました。
 光との出合いは大学に入ってからです。光の分野の研究室に入ったのは、なんとなく面白そうだという単純な動機でしたが、研究室で専門的な研究に触れて、光の奥深さを知りました。大学院修了後は大手企業に入社し、光ファイバー通信に用いるフィルタの研究開発をしていました。現在は光回路という技術の研究をしています。私の原点にあるのは小さな頃からの、何かを入力すれば何かが出力される、そんな回路への興味です。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

通信サービス会社技術者/電機メーカー技術者/光学機器・通信機器・電子機器メーカー技術者/その他メーカー技術者

研究室
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丸 浩一 先生がいらっしゃる
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 香川大学は、「知」が価値を持つ時代、21世紀にふさわしい大学になろうとしています。また、個性と競争力を高めるために「地域に根ざした学生中心の大学」をめざしています。瀬戸内の温暖な気候と豊かな自然にはぐくまれた香川大学は、6学部7学科1課程、7研究科(専門職大学院を含む)を擁し、専門分野のバランスがよい総合大学に発展しており、それらの機能を活かし、創造性豊かな人材を養成します。また、「出口から見た教育の重視」をかかげ、教育の質を向上させ、国際的にも活躍できる人材の養成に努めます。

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