フェムト秒レーザパルス整形法を応用した超広帯域無線用変調方式可変信号源の研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17360168
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 神成 文彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 真田 幸俊 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90293042) ; 津田 裕之 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90327677)
• Keywords: 応用光学・量子光工学 / 高性能レーザ / 情報通信工学 / 先端的通信 / マイクロ波

Research Abstract

フェムト秒レーザパルスをファイバ伸長器によって線形周波数チャープを印加してナノ秒まで広げ,さらにその光スペクトルをコンピュータ制御液晶空間光変調器によって細かく振幅整形することで,ナノ秒レーザ波形を任意に整形できる光源を開発した。この光パルスを高速フォトダイオードで光電変換することにより,3-20GHz帯の任意波形に整形された電磁波の発生を実現した。とくに,超広帯域(UWB)無線に必要な,広帯域インパルス波形を精度よく発生できることを実証した。光電変換後は,電圧増幅可能であることからレーザパワーは微弱でもかまわず,コンパクトなフェムト秒レーザを用いて変調方式可変UWB用電磁波源が構築可能であることを明らかにした。
さらに,光電変換後に増幅し,UWB用アンテナを用いて50cmの送信受信実験を行った。増幅器,フィルタ,アンテナの周波数特性,とくに分散特性によって受信波形は光電変換直後の波形から逸脱するが,これらの素子の周波数特性をインパルス応答から求め入射レーザ波形でもって補償することで,UWBインパルス波形を受信することが可能であることを実験的に実証した。本電磁波源は,インパルス波形を容易に発生できることから,UWB用電子部品の周波数特性の計測に極めて有用である。また,印意の周波数帯のUWBインパルス信号を発生できるので,さまざまな変調方式をさまざまな帯域で実現でき,既存のLAN無線通信とのクロストーク特性の評価に非常に有用である。