特異値分解に基づく光インターコネクションのサブミクロンアクティブアライメント法

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11875012
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石川 正俊 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40212857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 抱 東京農工大学, 電気電子工学科, 講師 (40282686)
• Keywords: 光インターコネクション / 自由空間インターコネクション / チップ間光インターコネクション / アライメント / 特異値分解

Research Abstract

電気配線における信号の伝搬遅延の問題や半導体集積回路チップに実装できる出力ピン数の限界(ピンボトルネック)を根底から解消する技術として,チップ間の自由空間を介した自由空間並列光インターコネクション技術が,チップ間の通信帯域幅への厳しい要求によって,大きく期待されるようになってきた.ところが,並列光インターコネクションにおいては,デバイスの微小さや,正確な位置合わせを必要とする膨大な自由度がシステムに内包されていることから,技術的にも理論的にもアライメントの困難さに直面しており,多くの研究者がブレイクスルーを模索している状況にある.そこで本研究では,特異値分解(SVD)を用いた光インターコネクションにおけるアライメントの解析手法を構築した.これにより,膨大な数のパラメータに依存する複雑な光学系のアライメントのシスティマティックな解析を可能とした.具体的には,光システムを構成する各パラメータがアライメントに及ぼす影響度を解析する枠組,ミスアライメントの検出の正確性を評価する基準,及びシステムのダイナミクスを考慮したアライメント解析の基本的評価基準,を提案した.こうした手法を用いて,光インターコネクションのアライメントに多大な影響を及ぼす自由度に対しては,高コストなアクティブアライメント技術を導入し,比較的影響の少ない自由度に対してはパッシブなアライメント技術で対処するといった,システム設計方針が導かれる.光学では従来では着目されてこなかった特異値分解という数理的手法の導入により,要求される精度のアライメントを最小のコストで実現するシステムの設計指針が得られた.

Research Products

• [Publications] 成瀬誠,石川正俊: "特異値分解を用いた光インターコネクションのアライメント解析"光学. Vol.29.No.2. 101-107 (2000)
• [Publications] M.Naruse.M.Ishikawa: "Analysis and Characterization of Alignment for Free-Space Optical Intercomects Based on Singular-Value Decomposition "Applied Optics. Vol.39.No.2. 293-301 (2000)