一桁以上の検出帯域を有するテラHz帯検出器の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560313
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 安井 孝成 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (20241250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 哲 仙台電波高等専門学校, 助教授 (90171230)
• Keywords: THz / センサー / 放物面 / SBD

Research Abstract

従来、高速・高感度THz帯受信システムに使われてきたショットキーバリアダイオードに、放物面ミラーとワイヤアンテナとを組み合わせた新型構造を提案し、その試作に成功した。ダイレクト感度測定の結果、周波数毎の調整無しに1-2THzにおいてその値が約150±50(V/W)と安定しており、従来(コーナリフレクター及びコルゲートフィードホーン)型に比べて周波数依存性を格段に低減化できることが実証できた。同時に、再調整が不要で、アンテナとミラー間距離を数ミリ程度に離すことが可能となった。これは、従来型に比べ、利便性を飛躍的に向上させることであり、常温動作が可能な唯一の高速THzセンサーの広帯域利用を可能とする画期的な技術進化である。また、その指向特性は、最大放射角が約23度となった。これは放物面ミラーよりもワイヤアンテナの指向特性を強く反映しており、指向性シミュレーション結果とも良く一致することがわかった。本システムはパルス、CW、共に利用が可能で、THz-TDSやEOサンプリング法等の他のTHzイメージング法に比べて扱いが容易であり、高速性、リアルタイム測定が十分可能である。ps以下の時間分解能とTHz周波数応答により、時間・周波数共に高分解能つまり、コヒーレントディテクション(ヘテロダイン検出)が可能なシステムである。今後、実験と理論との詳細な比較を試みる。本研究成果によって、全固体素子、2次元THzイメージングセンサー(THz帯域のデジタルカメラ)、目標帯域〜10THzのヘテロダインシステム等の実現に向けて画期的な技術進歩の第一歩を踏みだすことができた。

Research Products

• [Publications] T.Yasui, T.Ohtsuka, T.Suzuki, M.: "Development of the new THz detection system using a parabolic mirror"Proc. of 34^<th> European Microwave Conference, Amsterdam. (発売予定). (2004)