住友电工的做事风格 人物特辑 第三期 林 哲也 光通信研究所 信息传送技术研究部 调查主任

由于通信专用的光纤使用近红外光,通常不会发出可见光,本照片为了能够拍得更清晰,将本公司的全彩激光组件“RGB-One”的驱动单元作为光源,使光纤发光。

对定论持怀疑的态度,独立、彻底地不断思索 开拓新一代通信世界的多核光纤的开发

适合研究者成长的环境

在硕士阶段,我主要从事光纤传感器的研究。光纤传感器是指通过读取光纤中传送的光的反射成分的变化,对光纤沿线的连续分布信息,例如温度和偏转等能够进行实时正确检测的传感器。我从光的波长的性质中,体会到了科学的乐趣,进而开始进行研究。硕士课程结业后,我认为从事和学术不同领域的研究更能促进自身的成长,因此选择了成为民间企业研究者的道路。

进入公司后,作为硕士阶段研究的延伸课题,我参与了光纤传感器的研究开发,但是对于能够预测结果的开发始终感到不满足。我希望进行对自己来说属于未知和全新的事物的研究,正当我产生这一想法时,公司分配我进行针对光纤本身的研究。经过对现有的通信专用光纤的性能提升的研究开发,我现在从事的研究主题是多核光纤(MCF)的研究。

对扩大通信传输容量的挑战

众所周知,光纤是传送光信号的非常细的线。光纤出现后,信息传播的速度和容量得到了飞跃性的提高,它支撑着以网络为代表的、现在的高度信息化社会的根基。但是随着视频播放和智能手机等各种网络服务的登场,网络传播的数据量正在逐年增加。至今为止,人们通过波分复用※等多样的创新性技术,在不断扩大数据传输量,但以往的单模光纤(SMF)的传输容量已逼近极限。

SMF是指将称为核的中心部位用包层覆盖后形成的同心圆的形状,光被锁在核内的唯一模式(光的通道)中并传送。为了打破SMF的极限,出现了增加光纤中的光的通道的“空分复用”研究。在这样的研究背景下,我着眼于MCF并进行研究开发。相对于包层内只有一个核的以往的光纤,MCF在一个包层内有多个核,可以期待其传输容量会有飞跃性的提高。但正因为具有多个核,它具有SMF所没有的特性劣化,能否解决该问题,是实用化过程中的一大课题。

※波分复用:将多个信号分别用不同波长的光进行传送,增加每根光纤传输容量的传输技术。

※波分复用:将多个信号分别用不同波长的光进行传送,增加每根光纤传输容量的传输技术。

彻底思索、不断探究的作风

问题之一,就是核之间出现信号互相干扰的串扰(XT),导致通信质量的劣化。我通过实验发现了远远大于以往理论预测值的XT的发生,确认并验证了该现象起因于纤维弯曲产生的核之间的光波偏离,在此基础上,按照相反的思路,我开发出了利用起因于弯曲的光波偏离来抑制XT的方法,并于2011年和信息通信研究机构等共同进行了全球首次的、以大于SMF的容量上限100Tb/s的容量进行传输的传输实验,获得了成功。作为最新的成果,在和(株)KDDI 综合研究所的共同研究中,除了对XT的抑制之外,我们还通过增加各核内的模式,进行模分复用,实现了超过SMF的容量上限100Tb/s的100 倍(10Pb/s)的大容量传输。

除此以外,我和Bell Laboratories(现称Nokia Bell Labs)围绕允许XT,通过信号接收器进行复原的方法进行了研究。由于允许XT能使核更加靠近,具有即使采用和现有标准光纤相同的粗度、也能实现大容量的优点,但是光的通道不同导致接收的信号出现时延,信息复原中需要进行大量的计算,这又成了一大课题。因此我单独实施了能够大幅度抑制信号时延的MCF设计,通过试制试验,确认在超过10,000km的超长距离传输中,其仍然具有充分的实用性。此外在本次试制中,通过本公司所擅长的极低损耗光纤制造技术所适用的设计,以及制造技术人员的努力,还同时实现了与高品质的极低损耗SMF相匹敌的低损耗。

通过标准的125μm的光纤外径,实现了在这样的光学特性方面也十分出色的适合长距离大容量传输的结合型多核光纤,这一多核光纤不论是在传输性能方面,还是在玻璃纤维的机械可靠性方面,应对未来的通信量增大,都具有充分的实用性,我想正是鉴于这一实用性的方案,美国光学会才会授予我奖项。这是我作为研究者在研究上的一个里程碑,现在我正在进行将这些研究成果实用化和量产化的工作。

作为研究者,我始终认为在碰到新的事物和课题时,直到自己理解和认可为止,都应该不断验证和思索在定论、教科书似的论文和著作等内容中,是否存在遗漏和疏忽之处。

研究,就是不断与未知和全新的事物相遇,并加以探究的世界。有时候也会面临着困难的阻碍。为了突破这些阻碍,应当彻底思索、不断探究事物的本质。这就是我作为研究者的作风。我希望以这样的姿态,成长为一名促进技术进化、生产出广泛应用于社会的技术和产品的研究者。

PROFILE

林 哲也Tetsuya Hayashi

2006年 入职住友电气工业(株)。分配至光通信研究所。至今一直从事光纤的研究开发
2009年 开始多核光纤的研究
2013年 因多核光纤的研究获得博士学位
2016年 因“长距离大容量传输结合型多核光纤的开发”,在美国光学会成为获取“The Tingye Li Innovation Prize”※的第二名日本人

※The Tingye Li Innovation Prize:光通信相关的世界最大型国际会议OFC(Optical Fiber Communication Conference)和激光与光电子工学相关的世界最大规模的国际会议CLEO(Conference on Lasers and Electro-Optics),每年分别向1名提出最有创新性方案的39岁以下的年轻研究者授予的奖项