Development of integrated terahertz-wave heterodyne detector

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04517
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: The University of Tokyo (2023); Kitasato University (2019-2022)
• Principal Investigator: ITO Hiroshi 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (50525384)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: テラヘルツ / ヘテロダイン検波 / 小型モジュール

Outline of Final Research Achievements

The epi-layer transfer technique was applied to fabricate an integrated terahertz-wave balanced mixer implementing a planar directional coupler and Fermi-level managed barrier diodes. The fabricated device was combined with a uni-traveling-carrier photodiode as a local oscillator for the heterodyne detection in 300-GHz band. It exhibited fairly good isolation between signal and LO input ports and an extremely low noise-equivalent-power, indicating that fabricated device is a promising solution for a highly-sensitive and compact integrated terahertz-wave heterodyne detector.

Free Research Field

電子工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した集積型テラヘルツ波ヘテロダイン検出器は、従来部品よりも格段に小型化が可能であり、これまでテラヘルツ波技術の産業応用を阻害する要因であった部品コストやサイズの大幅な低減を可能にし、テラヘルツ波技術の利用範囲拡大に大きく貢献できるものと考えられる。また、雑音特性の大幅な改善も可能なことから、イメージングだけでなく様々な計測技術の特性向上に重要な役割を果たすものと考えられる。