2021 Fiscal Year Research-status Report
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17K06432
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
福島 誠治 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (10610214)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永山 務 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (80781997)
渡邉 俊夫 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90524124)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光無線融合技術 / マイクロ波光学 / 光モジュール / 半導体レーザ / 周波数変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「半導体光デバイスを用いた周波数変換の研究」に記載の３つの内容、「(1)周波数変換の原理確認」、「(2)周波数変換の実験実証」、「(3)周波数変換光モジュールの製作」が完了した。国際会議などにおける発表の一部が未実施である。令和３年度には追加的に新形態の周波数変換を提案し、一部の実験実証に成功した。具体的には「(a)光モジュールを用いた周波数変換実証」と「(b)アバランシェフォトダイオード(APD)を用いた周波数変換の原理確認（調書外）」である。
令和３年度に(3)光モジュールを用いた(2)周波数変換の実験実証に成功した（(a)に相当）。試作光モジュールは、LDと光変調器(EAM)に対する高周波入力端子と光出力部を備えている。すなわち変換される高周波信号を2系統の電気信号として入力することが可能である。我われは高周波(RF)信号をEAMに、局部発振(LO)信号をLDに入力し、両周波数成分を有する帯光副搬送波を生成した。この過程で周波数変換による和差周波成分が生成される。8GHzのRF信号と5 GHzのLO信号を光モジュールに入力し、光受信器から3GHzの差周波が発生することを確認した。
(b)は新規テーマである。RF重畳の光副搬送波をAPDに入力すれば、APD応答の非線形性により周波数変換（逓倍）が期待できる。副搬送波周波数2GHzの光副搬送波をAPDに入力し、周波数2倍から5倍の高調波発生を確認した。最高周波数10GHzの逓倍波を実験的に観測した。従前の周波数変換は和差周波発生を目指していたが、(b)による高調波発生にも成功した。研究展開の上で大きな成果であり、ハーモニックミクサへの展開が期待できる。
(2), (3)の成果については時期が年度後半であったため未発表である。令和４年度に国内学会にて発表予定である。本テーマ全体の総括として国際会議にてレビュー講演を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
COVID-19感染症の影響で学会発表などの一部の業務が未達となっている。一方、研究の中身（本務）は計画通り実施できた。令和３年度には、調書内のテーマとして「(a)光モジュールを用いた周波数変換実証」と、調書外の「(b)アバランシェフォトダイオード(APD)を用いた周波数変換の原理確認（調書外）」を実施した。いずれも実験による実証であり、それぞれ周波数変換として和差周波生成と高調波生成である。
得られた成果の多くは国内学会にて報告済みである。しかし、採択されていた国際学会の招待講演がCOVID-19感染症の影響によって2020年3月から3度延期されているため発表にいたっていない。現在予定されている2023年7月予定の国際会議にて発表予定である。さらに延期が繰り返される場合や海外渡航が禁止される場合には、他のオンライン会議での発表を検討する。
上記のとおり、研究の中身（本務）については計算による検証も実験も完了し、今後の展開に対して望ましい付加的成果も得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
予測不能のCOVID-19により、令和元年度終了を令和４年度終了へと研究期間の延長を行った。研究そのものとしては目標を達成しているが、令和３年度の成果の多くが未発表である。学会などの発表機会が激減しているため、内容に相応しいレベルのオンライン学会での発表を検討する。
調書に明には記述していない多くの派生技術が生まれた。例として、並列光信号処理に基づくコンボリューション演算などが挙げられる。これらの技術の研究を精力的に発展させる。また、来年度以降の科研費などの競争的研究資金の申請につなげる。研究室の教員と大学院生に関連研究に従事させることで、研究と教育の両方に資するようにする。遠隔講義・会議などを駆使して、大学院生の研究指導を継続する。
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| Causes of Carryover |
理由は、Covidの影響により学会発表にかかる学会参加費と出張費が予定以下だったことである。繰り越した金額は令和４年度に執行予定である。
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Research Products
(6 results)
