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Dvelopment of 1.9THz-band waveguide-type hot-electron bolometer mixer for astronomical heterodyne spectroscopy

Research Project

Project/Area Number 26287033
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Astronomy
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

Maezawa Hiroyuki  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00377780)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YAMAMOTO Satoshi  東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (80182624)
Research Collaborator Oguchi Osamu  東京大学
Soma Tatsuya  東京大学
Ebisawa Yuji  東京大学
Saito Kosuke  大阪府立大学
Nishida Yuji  大阪府立大学
Kimura Kimihiro  大阪府立大学
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2014: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Keywords天文学 / 地球・惑星科学 / 超伝導デバイス / テラヘルツ波 / ヘテロダイン分光 / 放射輸送モデル / リモートセンシング / 微細加工 / テラヘルツ / 宇宙物理学 / 超伝導検出素子 / デバイスプロセス / 電波天文学 / 地球惑星科学 / 超伝導検出器 / テラヘルツ分光 / 地球・惑星 / 暗黒星雲 / 太陽活動 / プラズマプロセス / ヘテロダインセンシング / 惑星科学
Outline of Final Research Achievements

The terahertz(THz)-wave band lies between radio waves and the infrared bands, which is an unexplored wavelength region for highly sensitive heterodyne detectors. Spectral lines of carbon ions and oxygen atoms, and so on, responsible for the material circulation in galaxies, high excitation lines of various molecules, and important oxidants like OH radical in the Earth's and planetary atmospheres are located in the 1.8-2 THz band. For opening up a breakthrough in highly-resolved remote sensing of these gaseous species, an 1.8-2 THz band horn / waveguide type hot electron bolometer (HEB) mixer employing a superconducting NbTiN thin bridge was designed and the microfabrication technology was established. In addition, we verified the feasibility of predicted THz band limb sounding observations of Earth's, martian and venusian atmospheres with the HEB mixers on-board SMILES-2.

Report

(5 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Application of Superconducting Hot-Electron Bolometer Mixers for Terahertz-Band Astronomy2015

    • Author(s)
      Hiroyuki Maezawa
    • Journal Title

      IEICE

      Volume: 98-C Pages: 196-206

    • NAID

      130004841696

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  • [Presentation] THz 帯超伝導ヘテロダイン分光器の開発によるSMILES-2衛星の天文観測応用2018

    • Author(s)
      西田侑治, 松本怜, 前澤裕之, 塩谷雅人, 西堀俊幸, 鈴木睦, 佐川 英夫, 落合啓, 野口卓, 宮地晃平, 山本智, 大口脩, 海老澤勇治, 他SMILES-2 ワーキンググループ
    • Organizer
      日本天文学会2018年春季年会
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  • [Presentation] 超伝導検出素子を用いた宇宙・地球惑星科学の展開2018

    • Author(s)
      前澤裕之
    • Organizer
      2017年度低温工学・超電導学会関西支部第4回講演会
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] SMILES-2 ミッション, 成層圏・中間圏・下部熱圏の衛星による観測計画2017

    • Author(s)
      落合 啓、バロン フィリップ、入交 芳久、鵜澤 佳徳、西堀 俊幸、鈴木 睦、真鍋 武嗣、前澤 裕之、水野 亮、長浜 智生、塩谷 雅人
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テラヘルツ超伝導ヘテロダイン検出素子を用いたSMILES2の天文観測応用2017

    • Author(s)
      前澤裕之
    • Organizer
      SMILES-2サイエンスワークショップ
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] SMILES-2を用いた火星/金星大気のTHz帯リモートセンシングを見据えた放射輸送シミュレーション2017

    • Author(s)
      西田侑治、前澤裕之、真鍋武嗣、塩谷雅人、西堀俊幸、鈴木睦、佐川英夫、水野亮、長濱智生、落合啓、Baron Philippe、入交芳久、鵜澤佳徳
    • Organizer
      日本惑星科学会 2017年秋季講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] SMILES-2衛星計画における惑星大気・天文観測応用2017

    • Author(s)
      西田侑治,前澤裕之,真鍋武嗣,塩谷雅人,西堀俊幸,鈴木睦,佐川英夫,水野亮, 長濱智生,落合啓, Baron Philippe,入交芳久,鵜澤佳徳
    • Organizer
      第142回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会・講演会(2017年 秋学会)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] THz 帯超伝導ヘテロダイン検出器の搭載によるSMILES-2衛星の天文観測応用2017

    • Author(s)
      西田侑治, 松本怜, 前澤裕之, 真鍋武嗣, 塩谷雅人,西堀俊幸, 鈴木睦, 佐川英夫, 水野亮, 長濱智生, 落合啓,Baron Philippe, 入交芳久, 鵜澤佳徳
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 1.9THz帯ホーン/導波路型NbTiN-HEBミクサ検出素子の開発2016

    • Author(s)
      齊藤滉介
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2016-09-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 超伝導NbTiN細線を集積した1.9 THz帯ホーン/導波管型超伝導HEBミクサ検出素子の開発2016

    • Author(s)
      前澤裕之
    • Organizer
      日本地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2016-05-22
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] NbTiN超伝導細線による1.9 THz 帯導波管型HEBミクサ検出素子の開発2016

    • Author(s)
      齊藤滉介、西田侑治、井上将徳、木村公洋、前澤裕之、相馬達也、海老澤勇治、大口脩、山本智
    • Organizer
      日本天文学会2016年春季年会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都八王子市)
    • Year and Date
      2016-03-14
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] SMILES-2 の1.9 THz 帯へテロダインリモートセンシングによる太陽系地球型惑星の大気放射輸送モデル2016

    • Author(s)
      西田侑治, 齊藤滉介, 原口大輝, 森前和宣, 前澤裕之, 佐川英夫, 鈴木睦, 塩谷雅人
    • Organizer
      日本天文学会2016年春季年会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都八王子市)
    • Year and Date
      2016-03-14
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽系惑星のミリ・サブミリ波観測の現状と今後2016

    • Author(s)
      前澤裕之
    • Organizer
      宇宙電波懇親会
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • Year and Date
      2016-03-09
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] SMILES-2衛星観測のための太陽系地球型惑星の大気放射輸送シミュレーション2016

    • Author(s)
      西田侑治, 齊藤滉介, 原口大輝, 森前和宣, 前澤裕之, 佐川英夫, 鈴木睦, 塩谷雅人
    • Organizer
      ミリ-テラヘルツ波受信機ワークショップ
    • Place of Presentation
      電気通信大学(東京都調布市)
    • Year and Date
      2016-03-07
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] NbTiN超伝導細線による1.9 THz 帯導波管型HEBミクサ検出素子の開発2016

    • Author(s)
      齊藤滉介、西田侑治、井上将徳、木村公洋、前澤裕之、相馬達也、海老澤勇治、大口脩、山本智
    • Organizer
      ミリ-テラヘルツ波受信機ワークショップ
    • Place of Presentation
      電気通信大学(東京都調布市)
    • Year and Date
      2016-03-07
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽系地球型惑星大気の1.9THz帯放射輸送シミュレーョン -SMILES-2衛星の利用を見据えて-2016

    • Author(s)
      西田侑治, 齊藤滉介, 原口大輝, 森前和宣, 前澤裕之, 佐川英夫, 鈴木睦, 塩谷雅人
    • Organizer
      大気圏シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空研究開発機構/宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      2016-03-07
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 1.9 THz 帯導波管型超伝導HEBミクサ検出素子のホーン/光学設計2015

    • Author(s)
      齊藤滉介、井上将徳、長谷川豊、木村公洋、前澤裕之、相馬達也、山本智
    • Organizer
      日本天文学会2015年秋季年会
    • Place of Presentation
      甲南大学(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-09-09
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 超伝導NbTiNを集積した1.9THz帯導波管型ホットエレクトロンボロメータ・ミクサ検出素子の開発2015

    • Author(s)
      齊藤滉介、井上将徳、長谷川豊、木村公洋、相馬達也、大口脩、山本智、前澤裕之
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ コンベンションホール(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2015-05-24
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 1.9THz帯導波管型超伝導NbTiN-HEBミクサ検出素子の開発2015

    • Author(s)
      齊藤滉介, 井上将徳, 長谷川豊, 木村公洋, 小川英夫, 前澤裕之, 相馬達也, 海老澤勇治, 大口脩, 山本智
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2023-03-23  

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