「光通信」の大容量化を実現する「光渦」の研究

「光通信」を大容量化する

「光通信」とは、データを光信号に変換して送信する技術です。現在、光信号は光ファイバという回線を通して、やりとりされています。光ファイバが生まれたことによって、通信容量は飛躍的に増大し、インターネットへの接続を支えています。ところが、インターネットでの通信量はすさまじい勢いで増加しており、すでに現在の容量では足りなくなりつつあります。そこで、今より大容量の通信が可能な技術革新が求められ、さまざまな研究が進んでいるのです。その1つが「光渦（ひかりうず）」という技術です。

光をらせん状に進ませる

光はまっすぐに進む性質を持っており、光ファイバ回線を通っている光信号もまっすぐに進んでいます。この光を、らせんを描く形で回転しながら進むように加工することができます。これが「光渦」です。
まっすぐに進む光は、同じ場所に同時に到着すると、区別ができません。しかし、光渦は干渉し合うことがないので、複数の光渦を同時に同じ場所に送っても、それぞれの信号を区別することができます。つまり、光渦を使えば、今までより多くの光信号を一度に送ることが可能になるのです。実験では500の光渦を同時に送ることに成功しています。

宇宙空間での利用も

光ファイバ回線の光を光渦にすれば、理論的には現在の通信量を500倍にすることができます。しかし、これは簡単ではありません。光ファイバ回線は途中で曲がることもあり、光渦のらせんを維持することが難しいからです。
では、光渦を、直接、空間に飛ばす方法はどうでしょうか。この場合、建物などで光の進路が遮られれば、それ以上は進めません。都会のように建物が密集しているところでは、数kmどころか数m先に送ることも困難です。しかし、砂漠や海上、地平線が見通せる大陸など、遮断物がない場所では、光渦は十分に利用できるはずで、宇宙空間を飛ばすこともできそうです。光渦は、地上はもちろん宇宙利用の可能性もある、ロマンに満ちた技術なのです。

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徳島大学理工学部理工学科光システムコース准教授岸川博紀先生

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先生が目指すSDGs

メッセージ

人生は一直線に進むものではありません。私自身、一直線に現在の研究に向かったわけではありませんし、研究者になる前は、民間企業で現在の研究内容とは違う仕事をしていたこともあります。ですから、高校生のときに、自分の将来について、「この道しかない」と決めつけてしまう必要はないと思います。
世の中の動きは早く、技術革新のスピードも速いので、5年後、10年後には、予想もしていなかった世界が広がっている可能性もあります。いろいろなことに柔軟に取り組んで、幅広く学んでほしいと思います。

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