2019 Fiscal Year Annual Research Report
光誘起モード変調に基づくテラヘルツフェーズドアレイの実現
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17H04928
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
門内 靖明 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (90726770)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / 変調器 / 導波路 / ビームステアリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TEモード導波路端面に装荷された高抵抗シリコン基板への励起光照射に伴って生じる光誘起キャリアに基づく複素変調効果に対して理論解析を行い、実験結果との定量的な一致を確認した。キャリアを用いる原理上、位相変化と振幅減衰とは独立ではなく同時に現れ、移相量の大きさと損失の小ささはトレードオフになる。提案手法では、300GHzにおける減衰は10mm長のサンプルに対して0.5dB/mWとなり、30.6mW照射時の位相変化量は44°程度となった。また、実験においては本来滑らかに変化すべき周波数特性に共振的なピークが見られたが、その原因を究明するためにテーパー構造と導波路とのミスアラインメントをモデル化して電磁界シミュレーションを行ったところ、同様のピークを有する周波数特性がよく再現された。これにより意図しない周波数特性ピークの発生源および今後の改良方針を明らかにした。以上により、テラヘルツフェーズドアレイの基本要素となる複素変調器を原理実証し、その基本的な特性を明らかにした。さらに、同じTEモード導波路中の等価屈折率分布を変調する方法として、導波路に勾配を与えることで伝搬波の軌跡を傾けてビームを走査する方法について、変分原理に基づく幾何光線軌跡の計算と前年度に実験的に確認した結果とが一致することを確認した。これにより、より大きなビーム角変化を達成するために必要な設計パラメータが明らかとなった。等価屈折率は周波数分散を有するため、今後は広帯域伝送に向けて構造を最適化することが必要になるものの、低損失なビーム走査の新たな方法となりうることを確認した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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