インターネットに代表される通信技術は、電気通信から光通信へとシフトすることで、高速化、大容量化を可能にしてきました。光ファイバはその通信の基幹素材として大きな位置を占めています。たとえば、伝送路としての光ファイバはもちろん、波長分割多重(WDM)方式の通信を行うためにEDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)と呼ばれる増幅器が重要な役割を果たしています。このような機能性材料の開発は今後の光通信技術の発展にはなくてはならないものとなっています。
現在の光通信システムはWDM技術によって大容量化が達成されています。しかし、これはPoint-to-Pointのシステムであり、ルーティングやスイッチングなどのネットワーク機能は依然として電気信号で行われているのが普通です。この電気部分は通信速度を制限するボトルネックとなっています。ネットワーク機能も光によって制御することができれば、大容量かつ高速な通信を行うことができます。このような通信システムをフォトニックネットワークと呼びます。
山下研究室ではフォトニックネットワークにむけた光デバイスの開発を行っています。それ以外の応用に向けた、光ファイバや光導波路を用いたデバイスの開発にも積極的に取り組んでいます。
現在、当研究室で行われている研究には次のようなものがあります。