高温超伝導体を用いたサブキャリア通信用アンテナ・フィルター体型光変調器の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655134
• 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院, 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院, 助手 (40271077) ; 木須 隆暢 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 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院, 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、まず、低駆動電圧化・広帯域化のため、フィルタ理論を応用した広帯域電圧増幅回路を、超伝導伝送線路を用いて設計する。また、上記回路に超伝導スロットアンテナを結合する。次に、高温超伝導薄膜を用いた電極の低温におけるマイクロ波特性及び光変調器のマイクロ波動作特性を精密に評価する。最終的に光導波路をYBCO薄膜基板上に「貼り合わせ」により集積化し、マイクロ波・ミリ波サブキャリア通信用アンテナ・フィルター体型光変調器を実現する。
平成14年度の研究成果を以下に示す。
1)広帯域光変調器用電極の設計
マイクロ波フィルタの原理を応用して、変調帯域及び変調度(電圧増幅度)を自由にコントロールできる広帯域光変調器用電極を、現有するの電磁界シミュレータ(Agilent-Momentum)を用いて設計した。その結果、新たに提案した設計理論により、上記電極が設計可能であるということが明らかとなった。さらに、変調用電極に広帯域マッチング回路を付加することで超伝導スロットアンテナとのマッチングを取りつつ結合した。
2)低温光計測技術の確立
低温実験可能なLiNbO3基板端面と光ファイバの接続法を張り合わせ及び、ガラスビーズによる固定により、光変調器を冷凍機内へ容易に導入可能になった。これにより極低温での光学的動作特性の評価が可能になった。

Research Products

• [Publications] K.Yoshida, et al.: "Design and performance of high gain superconducting booster circuit for LiNbO3 optical modulator"Physica C. 372. 360-363 (2002)
• [Publications] H.Kanaya, et al.: "High Temperature Superconducting Coplannar Waveguide Matching Circuit for RF Front-End"2002 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings. Vol.1. 207-210 (2002)
• [Publications] K.Yoshida, et al.: "Design and Performance of Superconducting Circuit for LiNbO3 Optical Modulator and Switch"IEEE Trans.Appl.Supercond.. Vol.12(in press). (2003)