高速光変調器のための高温超伝導伝送線路の高周波物性に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650015
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 吉田 啓二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究, 教授 (80108670)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金谷 晴一 九州大学, 大学院・システム情報科学研究, 助手 (40271077) ; 木須 隆暢 九州大学, 大学院・システム情報科学研究, 助教授 (00221911) ; 円福 敬二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究, 助教授 (20150493)
• Keywords: 超伝導 / 光変調器 / マイクロ波・光変調器

Research Abstract

本研究では、LiNbO_3の電気光学効果を用いた光変調器の実用化のために必要な酸化物超伝導薄膜の高周波物性を明らかにすることを目的とする。高温超電導体は多結晶であるので、残留表面抵抗や非線形性を生じ、テクに高周波領域においては、伝送線路を設計する際に、単なる完全導体として取り扱うことが不可能である。そこでまず、弱結合モデルの解析式から有限膜厚の場合に拡張した解を求め、異方性を考慮して超伝導線路の一般的なモデル化を行った。
平成13年度は以下の研究を行った。
1)広帯域光変調器の試作
高温超伝導電極及び、LiNbO_3基板を接合した、広帯域光変調器を試作した。なお、変調電極は小型化を考慮したコプレーナ構造を採用し、メアンダ線路を用いて共振器を作成したので、基板サイズとして、10mm角以内に収めることができた。
2)光変調器のマイクロ波特性(10GHz)の評価
衛星通信の帯域をターゲットとして、10GHz帯での高速変調動作特性の測定および評価を行い、超伝導電極導入による広帯域化・低電力化の特性について評価を行った。YBCO光変調電極の極低温での動作測定の結果、反射特性から得られる群遅延特性は、回路計算から算出したそれと比較して、同様な傾向をもつことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] K.Yoshida, et al.: "Broadband and Low Driving -Voltage LiNbO3 Optical Modulator with High Tc Superconducting Transmission Line"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 442-445 (2001)
• [Publications] H.Kanaya, et al.: "Miniaturized HTS Coplanar Waveguide Bandpass Filters with Highly Packed Meanderlines"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 481-484 (2001)
• [Publications] K.Yoshida, et al.: "Design and Performance of High Gain Superconducting Booster Circuit for LiNbO3 Optical Modulator"Physica C. (to be published). (2002)