NEDOなど 5Gスモールセル向けフォトダイオード開発

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2019年3月11日

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)と技術研究組合光電子融合基盤技術研究所(PETRA)、沖電気工業の3者は、フォトダイオードの小型化と高感度化を両立させる技術の開発に成功した。

 フォトダイオードは、光信号を電気信号に変換する素子。シリコンフォトニクス技術により他の光素子と集積可能なフォトダイオードとして、光アクセスネットワークで近年利用が始まった1600㎚波長帯の光に対して、世界最高となる21.8A/Wの受光感度を達成した。

 同技術は、第5世代移動通信(5G)ネットワークのスモールセル基地局装置に搭載される、光通信ユニットの超小型化と低消費電力化へ貢献が期待されている。超高速、同時多数接続、低遅延の通信サービスを提供する5Gネットワークでは、基地局エリアがスモールセルと呼ばれる小さなエリアに細分化され、従来の4Gネットワークに比べて面積当たり約100倍の数の基地局を設置することが必要になる。

 また、5Gネットワークを世の中の隅々まで普及させるためには、設置場所を選ばない手のひらサイズの小型のスモールセル基地局装置が必要で、それに内蔵できる超小型の、電気信号と光信号を相互に変換する光トランシーバーの実現が待ち望まれている。今回開発したフォトダイオードを、光波長フィルター、光変調器、送信用光源など他の光素子とともに集積すると、数㎚角の超小型光送受信集積チップになるという。

 3者は今後、5Gネットワークのスモールセル基地局装置への内蔵を目指し、この光送受信集積チップを実装した超小型光トランシーバーの開発を進めていく考え。また、同集積チップの小型である特長を生かし、分光機能を集積した光学分析チップの受光素子など、センサー応用への展開も図る方針だ。