2009 Fiscal Year Annual Research Report
超並列光ヘテロダイン法によるミリ波実時間映像化に関する研究
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20686027
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
笹川 清隆 Nara Institute of Science and Technology, 物質創成科学研究科, 助教 (50392725)
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| Keywords | 電界計測 / ミリ波 / 電気光学効果 / 光ヘテロダイン / イメージセンサ |
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| Research Abstract |
本年度は,ミリ波電界の実時間映像化における周波数帯域拡張および高感度化を目的とし,シングル・サイドバンド光変調器を用いたミリ波変調光生成の研究と,差動増幅型イメージセンサの設計を行った.
昨年度までにミリ波電界の実時間映像化に必要となる光ヘテロダイン検波用高原として、変調周波数100GHz、波長775nmの変調光生成手法の基本原理を実証した。ただし、変調スペクトルの制御を行なうためにバンド・パス・フィルタを用いており、適用可能な周波数帯域が限られていた。本年度は,新たに光フィルタを用いない変調手法について、理論的な検討を行い、入れ小型のマッハ・ツェンだ干渉計構造を有するシングル・サイドバンド光変調器を用いて実現可能であること見出した。本手法では、変調光の変調周波数は入力信号の周波数に対して4逓倍となる。すなわち、所望の周波数に対して低周波数の安価な増幅器が利用できる。実際に実験による検証を行い、マイクロ波帯およびミリ波帯において2トーン変調光信号を得られることを実証した。
イメージセンサにおける感度向上手法として、差動増幅器を有するイメージセンサの設計を行った。提案する電界の映像化手法では、測定対象である微弱な電界信号によって光を変調しイメージセンサで検出するため、出力信号は信号振幅に対してオフセット成分が10^2以上と大きくなる。差動増幅器によって、オフセット成分を除去し、信号成分を増幅するための差動増幅器を有するイメージセンサを試作し、テストチップによって差動増幅機能の確認に成功した。
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