2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of advanced wireless-optical signal conversion devices for 5G mobile systems
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20H02205
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
村田 博司 三重大学, 工学研究科, 教授 (20239528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩見 英久 大阪大学, 量子情報・量子生命研究センター, 特任准教授(常勤) (00324822)
大田垣 祐衣 三重大学, 工学研究科, 助教 (10909914)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 5G無線 / アンテナ / 光変調 / 光ファイバ無線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．無線－光信号変換デバイスの動作解析・設計
「幅数ミクロン程度の溝構造を中央部分に設けた金属パッチ導体」と「誘電体基板」の積層構造におけるパラメータ（パッチ導体のサイズ、溝の幅、誘電体基板の厚さ、層数）によるアンテナ特性・光変調電界強度の変化を、3次元電磁界シミュレータにより解析した。この解析を繰り返して、無線－光信号変換特性の評価を行った。特に、複数の金属パッチ導体を光導波路に沿ってアレイ状に並べた構成について、アレイアンテナとしての指向性、信号変換効率を求め、良好な無線－光信号変換特性を得るための条件を得た。解析結果を纏めて、28 GHz 帯無線－光信号変換デバイスの設計を行った。
２．デバイスの試作・実験
ニオブ酸リチウム結晶基板にアニールプロトン交換法を用いてチャネル型単一モード光導波路の試作を行った。評価実験の結果、良好な光導波特性を確認した。さらに、光学バッファ層を形成した後、溝付き金属パッチアンテナを作製した。評価の結果、無線信号－光信号変換が可能であることを確認した。デバイス製作プロセスの条件出しに時間が掛かったため、パッチ導体を積層することによる信号変換効率の増強効果については、評価を継続中である。
複数のレーザー光と光ファイバの波長分散特性を利用した無線信号処理実験も行った。波長の異なる2つのレーザー光を無線－光信号変換デバイスに同時に入力して、無線信号によって2光波を光位相変調した後、所定の長さの単一モード石英光ファイバ中を伝送させた。このとき、波長差に応じた遅延が生じるため、2光波を高速フォトダイオードに入力して同時に復調（光－電気変換）することにより、無線信号を検波・復調できることを確認した。現在、実験結果を纏めて論文投稿の準備を進めている。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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