住友化学と九州大学は、KNN（ニオブ酸カリウムナトリウム）薄膜基板を用いた光変調器で、高い光変調効率と180 Gbaudの超高速動作を実証した（ニュースリリース）。AIデータセンターなどで導入が期待される光電融合、特にCPO（Co-Packaged Optics）向け光変調器の新たな材料として、KNNの可能性を示した。
生成AIの普及に伴い、データセンターでは通信の高速・大容量化とともに消費電力の削減が課題となっている。こうした中、電気回路と光回路を組み合わせる光電融合技術が注目されており、電気信号を光信号へ変換する光変調器には、高速動作と低消費電力を両立する材料が求められている。
両者は、高い電気光学特性を持つKNNに着目。住友化学がKNN薄膜基板を作製し、九州大学先導物質化学研究所の横山士吉教授らが光変調器の設計・作製と性能評価を行った。その結果、KNN薄膜基板を用いた光変調器で180 Gbaudの動作を実証した。さらに、変調効率を示すVπLは0.7 Vcm未満を達成した。VπLは値が小さいほど低電圧で効率良く光を変調できることを示す指標で、今回の値は、次世代光変調器材料として開発が進むTFLN（薄膜ニオブ酸リチウム）の代表値と比較して約3倍の変調効率に相当するという。
KNNはスパッタリング法による薄膜形成が可能で、既存の半導体製造プロセスとの親和性も高い。また、TFLN基板と比較して低コストでの製造が見込まれている。住友化学は圧電MEMS向けKNNで培った量産スケールの製造技術を持つことから、光変調器材料としての実用化にもつなげたい考え。
今回の研究成果は、スペインで開催された光通信分野の国際会議「52nd European Conference on Optical Communications（ECOC 2026）」で、最新かつ重要な研究成果を対象とするPost Deadline Paperに採択された。論文題目は「180-GBaud OOK Modulation Using a KNN Crystal-Based Electro-Optic Waveguide Modulator」。両者は今後、KNN薄膜基板を用いた光変調器の実用化に向けた開発を進めるとしている。
