2021 Fiscal Year Annual Research Report
LED-based optical wireless communications in the solar-blind band
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19H02145
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
淡路 祥成 国立研究開発法人情報通信研究機構, ユニバーサルコミュニケーション研究所, 研究統括 (50358876)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 一信 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (30534250) [Withdrawn]
吉田 悠来 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 主任研究員 (50573036)
秩父 重英 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80266907)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光無線通信 / 深紫外LED / ソーラーブラインド通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
波長280nm以下の深紫外波長帯は、地表において陽光の影響を受けないソーラーブラインド帯であり、日中屋外においても高速光無線通信が実現可能であると期待されるが、実用的な光源の不足から、これまで注目を集めてこなかった。本課題では、近年発展著しい深紫外LEDを用いたギガビット級深紫外帯光無線通信システムを実現し、ポスト５G時代における情報通信資源として深紫外波長帯を再探索・再評価をする。
初年度においては、280nm帯 AlGaN LEDを用いた送信機と、シリコンAPD（avalanche photodiode）及び紫外帯バンドパスフィルタを用いた受信機を用いた屋外伝送実験を行い、真夏の炎天下においても終日1Gbps超の伝送が可能であることを明らかにした。
2年目においては、より可用性の高い深紫外帯光無線実現のため、シリコンAPDに加え、ガイガーモードAPDアレー（MPPC）や深紫外帯にのみ感度を持つCs-Te受光面を採用した光電子増倍管（PMT）などの深紫外帯高感度受信器を試作し、比較検討を行った。
最終年度においては、AlGaN LED送信機アレー及びCsTe-PMT受信機アレーを用いたソーラーブラインド帯３波長多重（WDM）伝送系を試作し、1Gbps超の広視野角高速光無線通信に成功した。また、本課題では並行して、深紫外LEDの発光メカニズムの解明にも取り組み、マイクロステップ構造を持つサファイア基盤上のAlGaN LEDが、電流路の局在による自己形成的なマイクロLED構造を持ち、これによりInGaN系青色LEDや他の深紫外AlGaN LEDと比較し、面積比で１桁以上高速の変調を可能にしていることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Characterization of AlGaN deep-ultraviolet light-emitting diodes grown on AlN/sapphire templates with dense macro-steps and its application of high-speed solar-blind optical wireless communications2021
Author(s)
K. Kojima, A. Hirano, Y. Nagasawa, Y. Honda, H. Amano, Y.Yoshida, M. Shiraiwa, Y. Awaji, A. Kanno, N. Yamamoto, and S. F. Chichibu
Organizer
The International Conference on UV LED Technologies & Applications (ICULTA 2021)
Int'l Joint Research / Invited
