サブミリ波におけるヘテロダイン受信機の開発と星間水蒸気探査

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03249102
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 水野 皓司 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30005326)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪井 清美 郵政省通信総合研究所, コヒーレンス技術研究室, 室長 (00029109) ; 稲谷 順司 国立天文台, 電波天文学研究系, 助教授 (20134629) ; 小平 眞次 木更津工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (50042627) ; 吉田 啓二 九州大学, 工学部, 助教授 (80108670)
• Keywords: サブミリ波天文学 / SIS検出器 / ミリ波発振器 / ミリ波イメ-ジング・アレイ / 超伝導発振器

Research Abstract

光と電波との境界領域サブミリ波帯には、原子、分子の豊富なスペクトル線やダストの熱放射が存在し、その観測は星間物質の研究上きわめて重要である。本研究は、目標を500GHz近辺におき、その領域における電波天文学用の受信機を開発することを具体的な目標としている。
〔A〕SIS検出器の研究
500GHz帯のSIS検出器を開発するべく、サブミクロン径のNb/AlOx/NB接合の作成条件について種々の実験を行い、最小0.8ミクロン接合の製作に成功した。この接合と組合わせるアンテナとして、誘電体上のスパイラル・アンテナを作成し、100GHzでアンテナ放射パタ-ンを測定した。その結果、優れたビ-ム対称生を有することを確認した。
〔B〕多素子デバイスの研究
サブミリ波帯の受信機の局部発振器としては、半導体を用いたものが取扱の容易さ、軽量性などから実用的であるが一般にその出力は小さい。その欠点を克服するために、本研究ではファブリ・ペロ-型の発振器アレイを開発している。本年度では、発振素子としてガンダイオ-ドを用い、50および90GHz帯においてその特性を確認した。また、70GHz帯でイメ-ジングアレイを開発し、その有効性を示すために、プラズマ計測に応用し、重要な成果を得た。このイメ-ジングアレイは、今後電波天文学の分野においても、きわめて重要な観測装置になるものと思われる。
〔C〕超伝導発振器の研究
サブミリ波帯の広帯域発振器として、本研究では、フラックスフロ-型の超伝導発振器を研究している。本年度は、Nb/AlOx/Nbの接合を用い145ー148GHzで出力1μWが得られ、その有用性を確認した。
以上のように、本研究は当初の計画に沿って遂行されている。

Research Products

• [Publications] T.Suzuki et.al: "Noise Dependence of Submillimeter Wave Pt/GaAs Schottky Dioedes on Interface Defects and Temperture" Conference Digest Sixteenth International Conference on Infrared and Millimeter Waves. SPIE Vol.1576. (1991)
• [Publications] Masayuki Yamamoto et.al: "Radiation Pattern of Equiangular Spiral Antenna Measured at Short Millimeter Waves" Conference Digest Sixteenth International Conference on Infrared and Millimeter Waves. SPIE Vol.1576. (1991)