| Project/Area Number |
22H00219
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
瀧口 浩一 立命館大学, 理工学部, 教授 (70633254)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野坂 秀之 立命館大学, 理工学部, 教授 (60524121)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥41,210,000 (Direct Cost: ¥31,700,000、Indirect Cost: ¥9,510,000)
Fiscal Year 2024: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
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| Keywords | THz帯無線通信 / OFDM通信 / THz帯領域直接信号処理 / 干渉計 / 集積回路 |
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| Outline of Research at the Start |
ミリ波と光波の中間のTHz帯は、従来の無線通信用周波数帯（マイクロ波、ミリ波）より格段に高周波、広帯域であり、次世代の6G（第6世代移動通信システム）以降の無線通信で必要な数100 Gbit/s級の容量を実現可能な周波数帯である。THz帯通信の大容量化に資する高周波数利用効率の多重化手法である直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM）通信のチャネル分離技術として、処理速度に限界があり消費電力の大きい従来の電気信号処理から発想を変え、THz波の波動性を用いたTHz帯領域直接の高速実時間・低消費電力の手法・回路を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
THz波用干渉計からなるTHz帯OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM）信号チャネル分離用フーリエ変換回路について、バルク素子を用いた構成での実現を完了し、THz波回路での実現に目処をつけることを目指した。具体的には、以下の内容を実施した。
(1) マイケルソン型干渉計（Michelson Interferometer: MI）構成のTHz波フーリエ変換回路を、バルク素子で構築し、THz帯可変容量周波数分割多重信号（300 GHz帯、2 x 4 Gbit/s ～ 4 x 8 Gbit/s、周波数利用効率：0.32 ～ 0.64 bit/s/Hz）のTHz帯直接チャネル分離に初めて成功した。また、受信器の最適化によって、300 GHz帯OFDM信号（2 x 4 Gbit/s）のチャネル分離も行った。
(2) THz波OFDM信号チャネル分離回路の材料、構成について検討を行い、導波管を使用した干渉計構成が、現状実現可能で適切であるとの結論を得た。最適設計を行い、回路を作製中である。また、回路の測定評価系の構築を完了した。
また計画外の内容として、以下の成果を得た。
(3) 本研究で得た知見をモード分割多重光通信の進展にも生かし、プラスチック光ファイバを用いたモード群分割多重通信（1.55ミクロン帯での、低次・高次2モード群を用いた2 x 12.5 Gbit/s通信）を初めて実現した。また、本研究で得た知見を光集積回路の進展にも生かし、アレイ導波路格子型光フィルタペアと固定光遅延線アレイから構成される、超広帯域の集積型光波長分散スロープ補償回路（1.55ミクロン帯で帯域19.8 nmを有し、43 kmの分散シフトファイバの分散スロープを補償可能）を実現した。さらに、スラブスターカプラ型光フーリエ変換回路を主構成要素とする、可変容量光OFDM信号（10 x 10 Gbaud ～ 2 x 50 Gbaud）のアド／ドロップ処理用の10 x 10集積型光フィルタを実現した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度の計画の中で、THz波OFDM信号チャネル分離回路の作製は完了していないが、当初の計画外の内容として、新たな光信号処理技術・回路（プラスチック光ファイバを用いたモード群分割多重通信、超広帯域の集積型光波長分散スロープ補償回路、可変容量光OFDM信号のアド／ドロップ処理用集積型光フィルタ）の実現などの関連成果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの検討結果、成果を基に、2024年度には以下の内容を実施する。
(1) THz波OFDM信号チャネル分離回路の作製、特性評価を完了し、THz帯OFDM信号のチャネル分離に適用する。
(2) 可変容量THz波OFDM信号用のチャネル分離回路の検討（最適設計、作製）に着手する。
(3) 可変容量THz波OFDM信号用チャネル分離回路の測定評価が可能となるように、実験系の改良に着手する。
また、成果の英文論文化が遅れ気味であるので、論文化を加速する。
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