| Project/Area Number |
23K23257
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| Project/Area Number (Other) |
22H01989 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | University of Hyogo (2023-2024)
Kyoto University (2022) |
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Principal Investigator |
有川 敬 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (70598490)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 郁文 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80432532)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | テラヘルツ / 共鳴トンネルダイオード / シングルショット / モード同期 |
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| Outline of Research at the Start |
電波と光の境界領域であるテラヘルツ周波数帯の電磁波は、この30年間の発展により新しい学問領域や応用展開を切り開きつつある。これまでこの分野を牽引してきたのは、フォトニクス技術によるテラヘルツ帯全域をカバーする広帯域なパルス光源であった。しかしこの方式は高性能である一方、高価で専門知識が必要な大型システムであるため、特に応用面で広く普及することはなかった。本研究では、小型で簡便な電子デバイス、すなわちエレクトロニクス技術による広帯域テラヘルツパルス発生技術の研究を行う。具体的には、共鳴トンネルダイオードを用いた発振器にレーザー技術の概念を導入し、従来技術の限界を超えた広帯域パルス光源を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は以下の課題に取り組んだ。
・キャビティ構造の最適化による広帯域化： キャビティによるフィードバック効率を高め、広帯域発振を実現するために導波管型のキャビティを採用した。その結果、これまでの自由空間キャビティ方式の10倍程度の広帯域発振が実現した。これは、アンテナを介した自由空間の電磁波によるフィードバックではなく、導波管内での電磁波モードを利用したことで、フィードバック効率が大きく改善しているためと考えられる。
・モード同期メカニズムの理解とその活用による広帯域化、及び短パルス生成方法の探索： モード間の位相を固定するメカニズムを理解するために、2モード注入実験を行った。その結果、共鳴トンネルダイオードからは注入光には存在しない新たなモードが発生することがわかった。強度依存性からこの過程は四光波混合として解釈できることがわかった。これは、モード間位相を同期する働きがあるため、短パルス発生が可能であることを示唆している。
・シングルショット計測技術の高感度化： 計測システムの高感度化を行なった。また、計測時間幅の拡大を行なった。
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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
当初予定していた上記の課題について、着実に進展が見られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの知見を総動員することで共鳴トンネルダイオードテラヘルツ発振器のパルス発振を実現し、出力電場計測を行う。
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