2010年５月、NTTアドバンステクノロジ（以下：NTT-AT）がNTTフォトニクス研究所の光を自在に曲げられる電気光学結晶KTN（タンタル酸ニオブ酸カリウム、KTa1-xNbxO3）を用いた小型で高速な光ビームスキャナーの技術を基に開発し、評価用サンプルを販売している「KTN光スキャナー」が「CLEO/Laser Focus World Innovation Award」の大賞を受賞した。

写真　KTNスキャナーモジュール

「CLEO/Laser Focus World Innovation Award」とは、レーザや光技術の世界最大級の国際会議である「CLEO/QELS:2010」が、最もタイムリーで革新的と認められたレーザ科学分野における製品や技術を表彰するもので、第1回の2006年の表彰以来、大賞を受賞した日本企業はNTT-ATが初めてとなる。

KTN光スキャナーの特長

現在、レーザ加工、イメージング、プリンタ・コピーなどで光を曲げるのに広く使われているスキャナー素子にはポリゴンミラーやガルバノミラー、MEMSなどある。これらは素子のサイズや動作速度に限界があり、ランダムに光の方向を制御することは困難であった。しかし、KTN結晶を用いた光スキャニングは原理的にはこれらの課題を解消し、素子体積1/100、動作速度100倍という驚異的な性能が期待できるものである。

①従来の100倍以上の高速動作

機械的な駆動部分がなく、電子の移動と外部電界によって光を制御するため、ほぼ静止状態～1MHzの高速動作が可能な光スキャンが実現できる。これにより、レーザレーダ等に応用した場合、従来よりも高速で物体を識別することができる。

②従来の1/100以下の体積で、デバイスを小型化

結晶に電極を形成したシンプルな構造で、数mm角のチップサイズであるため、光偏向モジュールの筐体は約20×30×60mmと極小型である。

③ランダムスキャンが可能

加える電圧と光の進行方向が一対一対応であり、動作速度が極めて高速であるため、電圧印加方法を工夫することで、柔軟な光ビームスキャナー動作が可能になる。例えば、デジタル信号とアナログ信号を使い分けることにより、連続動作からランダムスキャンまであらゆる動作が可能となるので、レーザレーダやレーザスキャンディスプレイに活用できる。

これらの特長を持つKTNスキャナーは今後、レーザ加工、３次元計測、光通信、ディスプレイ、光記録媒体（DVD等）、イメージング、センシング、プリンタ・コピーといった幅広い分野において、従来のポリゴンミラー、ガルバノミラー、MEMSの代わりに活用され、デバイスの高速化や小型化に十二分に寄与できると考えられている。

生産体制の強化

NTT-ATでは、昨年６月にサンプル販売を開始し、これまで10社以上の納入実績を挙げているが、この４月より、KTN事業化を推進する準備室を、KTN結晶をベースとしたビジネスを担当する組織、KTN事業部に昇格・新設し、化学メーカとの連携を図るなどKTN結晶の生産体制をより一層強化した。今後は、早期に量産化へ向け体制を整えていく。