NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      光子晶體可通過在晶體內有規律地形成幾百奈米（1奈米是十億分之一米）大小的孔洞，對光進行控制。通過根據特定的光波長製作孔洞，可以實現完全不透光的“光子絕緣體”，或者改變特定波長下的折射率。這一技術可以通過孔洞的大小、形狀、間隔長度等實現多種控制，還能廣泛應用於LiDAR以外的其他領域。

      野田教授等人利用光子晶體鐳射器，成功使進行金屬等精密加工的裝置大大縮小了尺寸。通過調整微小孔洞的穿孔方法，減少了分散的光，提高了鐳射輸出，並將其應用於加工機。

     以前，必須使用幾十釐米以上的大尺寸設備，才能發出可用於加工機的足夠亮度的鐳射，但2023年使用直徑為3毫米的鐳射發生器，實現了與大尺寸設備同等的亮度。據稱，今後的目標是實現10倍的鐳射輸出。

     光子晶體還有望對作為新一代資訊技術而備受期待的使用光的資訊處理和通信發揮重要作用。NTT正在開發使用光子晶體的積體電路。

      傳統積體電路利用電進行運算和資訊傳輸。通過電方面的On和Off轉換（Switching）來表達資訊，但電在通過線路時會産生熱量，傳輸資訊的速度也會變慢，因此在小型化和高速化方面存在局限性。

     NTT利用光子晶體密閉光的性質，實現了可用於資訊處理的轉換。當有特定信號進入時，能通過的光的頻率改變，從而切換開關。光子晶體會密閉光，因此即使微弱的光也可以切換，可以低耗電量進行高速處理。NTT還成功開發出了使用光的運算元件。

     NTT物性科學基礎研究所的研究員納富雅也表示“如果能將晶片內的活動全部轉化成光，則可以做得尺寸很小且大幅降低能耗。這利用以往的光技術存在難度，但採用光子晶體就能夠實現”。目標是2030年代實現實用化。NTT提出了利用光技術實現新一代通信基礎“IOWN”的目標，光子晶體有可能成為核心技術。

      京都大學的野田教授表示：“鐳射源有多種用途，使用將進一步擴大”。今後應用於宇宙空間的衛星間通信備受期待。

      由於可以長距離、高效地傳輸光，有可能可以用於衛星間的高速通信，因此日本KDDI綜合研究所（埼玉縣富士見野市）等也正開展研究。

      京都大學2020年設立了基於光子晶體鐳射器的産學合作組織“PCSEL-COE”。三菱電機及羅姆等100多家日本國內外企業和研究機構參與其中，目標是推進技術轉移，將光子晶體培育成新的産業基礎。

      研究人員的探究心帶來創新

      給産業帶來創新的多種技術源於希望理解自然造福社會的研究人員的探究心。