日工の技術雑誌

光アライアンス 2020年3月号
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Oa2003

光アライアンス 2020年3月号

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■特集:AIで進化する光学技術
○光ネットワークにおける機械学習・ニューラルネットワーク
/富士通(株)/谷村 崇仁
機械学習技術による光ファイバ通信システム運用自動化の潮流を概説する。本稿では、例として人間の管理者も含む協調自動化の際に特に有用と考えられる、不確実性を扱う深層ニューラルネットによる光物理層推定技術を紹介する。

○波面整合法による光導波路設計と深層機械学習
/日本電信電話(株)/橋本 俊和
本稿では、微細加工により可能となった光部品の膨大な設計自由度を扱う手法として波面整合法を紹介し、深層機械学習との類似性と、それらの技術の相互に乗り入れによる発展の可能性について期待を述べる。

○相互結合システムを用いた光リザーバコンピューティングによる時系列予測性能の向上
/埼玉大学/菅野 円隆・内田 淳史
光リザーバコンピューティングは物理システムを用いた機械学習手法であり、レーザーと時間遅延ループを使用する。本稿では、本手法について概説し、相互結合システムを用いた情報処理性能の向上手法について紹介する。

○光を用いた意思決定の展開
/東京大学/成瀬 誠・Nicolas Chauvet/金沢大学/砂田 哲/山梨大学/内山 和治・堀 裕和/龍谷大学/内田 欣吾/東京理科大学/長谷川幹雄/埼玉大学/内田 淳史
本稿では、動的に変化する不確実環境での意思決定―人工知能(AI)の重要課題の一つを、光によって実現する研究を紹介する。レーザーカオスを用いた実験的取り組みや通信システムへの応用事例などを概観する。

○プログラマブル光回路を用いた新コンピューティング技術
/東京大学/竹中 充
本稿では、種々の演算を可能とするシリコン光回路について概説するとともに、プログラミングで必要となる位相シフタに関する取り組み、リング共振器を用いた新しい演算光回路などの研究を紹介する。

○内視鏡検査、外科手術を支援するAIシステム開発
/オリンパス(株)/五十嵐 誠
昨今、人口の高齢化や医療の高度化に伴う医療費増大や深刻な医師不足等の問題が顕在化している。本稿では、これらの問題を解決する為、消化器内視鏡検査や外科手術をサポートする当社のAI開発の現状と将来展望について紹介する。

■特集:レーザー加工の革新性を考察する 3
○レーザーによる異材接合技術の新展開
/長岡技術科学大学/宮下 幸雄
本稿では、まず、異種金属材料のレーザー接合に関して著者らがこれまでに行ってきた検討内容を紹介する。次に、樹脂と金属のレーザー異材接合に関してのこれまでの検討と現在取り組んでいる内容を紹介する。最後に、今後のレーザー異材接合の実用化へ向けた課題と展望について述べる。

■製品特集:光学系設計ソフト活用術 2
○光学シミュレーションソフトウェアASAPの光線追跡と波動光学
/コーンズテクノロジー(株)/工藤 修
ASAPの波動光学では波面を複数のガウスビームに分解してそれぞれを伝搬させコヒーレントに重ね合わせて波面の再構成を行う。ガウスビームは平面波や球面波と異なり局在する光束であり、レンズなどの光学システムを伝搬してもガウス分布形状は維持され、こうした特長により精度の高いシミュレーションが可能である。ASAPは光線追跡型の光学シミュレータであるが、ガウスビームでは、通常の一本で光を代表させているスカラー光線と異なり、パラベーザル光線という随伴光線を含む複数の光線でこの光束を伝搬させており、基本的な光線追跡の枠組みの中で扱うことができる。

■解説
○モード分割多重伝送用ファイバの測定法
/大阪府立大学/大橋 正治
本稿では、モード分割多重用システムで利用されるファイバーの測定技術の概要を紹介する。特に、ファイバーの基本パラメータであるモードフィールド径、カットオフ波長の測定技術および干渉法による波長分散測定技術を述べる。

○重力波検出器KAGRAとレーザー光源
/東京大学/三尾 典克
重力波の初検出からすでに数年が経過した。現在、日本の重力波検出器KAGRAでは、重力波観測網に参加するために急ピッチで開発が進められている。本稿では、KAGRAの概要とそのレーザー光源について紹介する。

○電気化学発光を用いたバイオセンサへの応用
/大阪大学/民谷 栄一
光技術を用いたバイオセンサーとしては、光吸収、蛍光、発光があるが、その中でも発光法は、光源不要であり、バックグラウンドも低く、装置も小型化でき、高感度測定が可能とされている。本稿では、筆者らが進めている印刷電極を用いる電気化学発光を用いたバイオセンサーの開発例を紹介する。

○レーザー網膜走査型インナーアイディスプレイ
/(株)QDレーザ/鈴木 誠
RGBレーザーを利用した網膜走査型インナーアイディスプレイは、視覚支援機器/ARディスプレイとしてのアプリケーションが期待される。本稿では、その技術的特長や、HMDとして商品化された“Retissa Display”の設計内容の紹介、更に今後の展望について紹介する。

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