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テラビット級超高繰り返しパルス波技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03255
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関九州大学

研究代表者

加藤 和利  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (10563827)

研究分担者 久保木 猛  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (50756236)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードテラヘルツ波 / 高繰り返しパルス / フォトミキシング / 超高速無線通信 / パルス波 / フォトミキサ / 無線通信 / フォトミキサアレー / パルス / 高繰り返し / フォトダイオード / ミリ波
研究成果の概要

従来の無線通信では、強度変調の場合、キャリア波6周期程度の時間に最大でも1ビットしかデータを乗せられないためビットレートはキャリア周波数の1/6にとどまる。本研究ではキャリア波としてパルス波を用いることで、パルス波の繰り返し周波数と同じ周期のデータが送信できることを示した。具体的には、複数光波の位相を揃えてフォトミキシングする技術を開発し、未踏領域であった100GHz~400GHzの超高繰り返しテラヘルツ波パルスの生成に成功した。また、このテラヘルツ波パルスを測定するための、光-テラヘルツ波自己相関計を発明、開発し、950GHzまでの変調波形を観測した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

位相が精密に揃った複数の光波から超高繰り返しパルス波が生成できることに着目し、従来実現ができなかったテラビット級超高繰り返しでパルス波を生成したことは、今後の無線通信高速化手法に一石を投じた成果であるという点で学術的議がある。また、超高繰り返しパルス波をキャリアとして用いた無線通信への展開に着目し、その原理動作を実現することで、数百Gbit/s級の無線伝送の可能性が視野に入り、将来の情報通信技術の中で無線伝送の位置づけが大きく変革する可能性を示したという点で社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] THz-wave phase shift measurement by THz-wave interferometer2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamanaka, G. Sakano, J. Haruki and K. Kato
    • 雑誌名

      Electronics Letters

      巻: 53 号: 13 ページ: 868-869

    • DOI

      10.1049/el.2017.0530

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 400-GHz Repetition Optical Pulse Train by Time-domain-multiplexing technology2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ichiyama, Ken Mitsueda, Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会12月研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative Control of Injection Current and Temperature at DFB-LD for High-speed High-Reliability Wavelength Switching2019

    • 著者名/発表者名
      Shunta Kono, Yuri Niiya, Takeshi Kuboki and Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      24th Microoptics Conference (MOC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multiplication of Repetition Frequency at Optical Pulse Train Generated from OpticalFrequency Comb2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ichiyama, Ken Mitsueda, Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Microwave/The Science and Applications (MTSA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 注入電流/温度連携制御によるDFBレーザの高速波長切替2019

    • 著者名/発表者名
      河野隼太, 新谷友里, 久保木猛, 加藤和利
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光コムから生成した光パルス列の時間多重による繰り返し周波数倍増の検討2019

    • 著者名/発表者名
      一山昂平, 光枝健, 加藤和利
    • 学会等名
      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会4月研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DFBレーザの高速かつ高信頼な波長安定化を目指した注入電流及び温度連携制御2018

    • 著者名/発表者名
      河野隼太, 福田浩規, 久保木猛, 加藤和利
    • 学会等名
      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 600 GHz Wave Combiner Using Arrayed Photomixer2018

    • 著者名/発表者名
      Nanami Nishiyama, Zhou Yang, Gouki Sakano, Hiroshi Ito, Tadao Ishibashi, Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      PIERS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] THz-wave Beam Steering by Utilizing Photomixing and Chromatic Dispersion of Two Lightwaves2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Naito, Yusuke Yamanaka, Nanami Nishiyama, Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      PIERS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonics Integrated Circuit for High-power Coherent THz Generation2018

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      PIERS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光通信用デバイス技術によるテラヘルツ波発生2018

    • 著者名/発表者名
      加藤和利
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ波パルス生成システムの検討2018

    • 著者名/発表者名
      光枝 健, ムハマッド イムラン, 加藤和利
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 300-GHz-Repetition Optical Pulse Generation and Measurement for Terahertz Pulse Wave Communication2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Mitsueda, Muhammad Imran, Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      Microoptics Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Adhesive Layer for Lithium Niobate-on-insulator Waveguides on Silicon Wafer with Room-temperature Bonding Method2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kuboki, Ryo Takigawa, Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      Microoptics Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光電変換によるテラヘルツ波パルス生成法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      光枝 健, 一山昂平, 加藤和利
    • 学会等名
      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会エレクトロニクス研究会12月研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高速かつ高信頼な光スイッチを目指したDFBレーザの波長切替手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      河野隼太, 福田浩規, 久保木 猛, 加藤和利
    • 学会等名
      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会エレクトロニクス研究会12月研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Proposal of Wavelength Control Method at DFB Laser for Fast and Reliable Wavelength Switching2018

    • 著者名/発表者名
      Shunta Kono, Hiroki Fukuda, Takeshi Kuboki Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      電気・情報関係学会九州支部第71回連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 600-GHz-Wave Beam Steering by Terahertz-Wave Combiner2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhou, G. Sakano, Y. Yamanaka, H. Ito, T. Ishibashi, and K. Kato
    • 学会等名
      Optical Fiber Communication Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical-to-wireless media conversion by utilizing cross gain modulation at semiconductor optical amplifier2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamanaka, Y. Kim, T. Kuboki and K. Kato
    • 学会等名
      22nd Microoptics Conference (MOC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel measurement method for optical pulse width at high-repetition frequency2017

    • 著者名/発表者名
      Ken Mitsueda, Yusuke Yamanaka, and Kazutoshi Kato
    • 学会等名
      22nd Microoptics Conference (MOC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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