バル-ン搭載可能なサブミリ波ロ-カル発振源の試作

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01840001
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: Kisarazu National College of Technology
• Principal Investigator: 小平 眞次 木更津工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (50042627)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲谷 順司 国立天文台, 野辺山宇宙電波観測所, 助教授 (20134629) ; 石川 雅之 木更津工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (50143665)
• Keywords: サブミリ波 / フラックスフロ- / 微細加工 / 注入同期 / ガン発振器 / 逓倍器 / SIS / ボ-タイアンテナ

Research Abstract

本年度は注入同期系の設計製作、サブミリ波回路系の設設計、フラックスフロ-素子の製作プロセスの検討および微細加工の能率化の4項目について研究を行なった。以下にその概要を述べる。
1.注入同期系:同期発振源は水晶発振器の出力を用い、1GHz帯の位相同期発振器(PLO)を駆動し、この出力を10逓倍して10GHz帯のガン発振器に注入した。このガン発振器を使用してミリ波ガン発振器を同期させる予定であるが、安全を考慮し、50GHz帯の注入同期ガン発振器の設計製作も行なった。
2.サブミリ波系:100GHzを入力した2から4倍までの逓倍器のシミュレ-ションを行ない、最適なエッベディングインピ-ダンスを求めた。また、バラクタ-ダイオ-ドの接合径とウィスカ-の影響を考察し実用化のための寸法の限界を求めた。この値は来年度にサブミリ波逓器を開発するための基本デ-タとなる。この結果、導波管系の損失を考慮しても、5逓倍器までは低雑音SIS受信機を駆動できる性能が期待できそうである。
3.フラックスフロ-素子:Na/Alx/Nbの発振素子の試作を行ない、1/4波長形変成器およびボ-タイアンテナにより、外部にサブミリ波発振電力を取り出し得ることを確認できた。また高周波化を進めるため、NbN/MgO/NbNの接合の試作により、ギャプ構造の見える特性が得られた。ただし、かなり、リ-ク電流が多いため、来年度プロセスの見直しが必要となっている。
4.微細加工:試作の繰り返しを能率化を図るため、光学のアライナ-を購入し、露光条件を求めた。この結果、光源の平行度をより良くするための改良が必要となり次年度の課題となった。
以上により本年度の研究目標をほぼ計画通り達成することができた。

Research Products

• [Publications] 小平眞次: "Phase Locking of SWL Array Junctions Submillimeter Mixing" Japanese journal of Applied Physics. 29. 463 (1990)
• [Publications] 小平眞次: "周波数逓倍器の設計" サブミリ波天文学のための検出技術(NROワ-クショップ). (1990)
• [Publications] 稲谷順司: "Flux-Flow Oscillatr with a Bow-Tie Antenna" International Superconductivity Electronics Conference. 191 (1989)