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リアルタイムドリフト補償によるテラヘルツ絶対電力の超高感度測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04418
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21030:計測工学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

飯田 仁志  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (40392584)

研究分担者 木下 基  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (00415671)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードテラヘルツ計測 / テラヘルツ波 / カロリーメータ / 絶対パワー / ドリフト補償 / 校正技術 / 減衰量 / ドリフト保証
研究開始時の研究の概要

電磁波の新領域として期待されているテラヘルツ波応用では、極微弱なパワーを正確に測ることが難しく実用化の課題となっている。本研究では、独自開発のパワーセンサの高感度化を目指し、常温における測定能力の限界に挑戦する。具体的には、センサのドリフト補償技術、低雑音化技術、不確かさの評価技術を開発し、常温でナノワットレベルの超高感度定量測定の実現を目指す。現在利用できるテラヘルツ波半導体光源は発振出力が極微弱なため、その出力を常温で正確に測定することは、高速無線通信やセンシング応用などの実用化への大きな課題となっており、本研究によってこれらの実用化普及を加速することが期待できる。

研究成果の概要

本研究では、テラヘルツ波技術の応用において課題となっていた、高感度絶対パワー測定のドリフト抑制技術を開発した。ドリフト要因を特定するための周波数成分分析技術と、安定な微弱パワーを制御するために不可欠な精密減衰量校正技術を開発したことによって、リアルタイムドリフト補償の基本技術を実証し、測定時間の高速化と微弱テラヘルツ波パワー測定の不確かさ評価に関する重要技術の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

テラヘルツ波を安心安全に利用するためには、出力されるパワーを高精度に測定する技術の開発が期待されていた。特に、微弱パワーの精密測定には課題が多く、技術革新が進んでこなかった。そのブレークスルーとして、センサのドリフト抑制技術を開発し、微弱パワー測定の不確かさ改善を実現したことによって、テラヘルツ波応用製品の信頼性や性能向上に貢献することができるため、今後の産業応用を加速することができる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Photoacoustic Substitution Method for Calibrating Subterahertz Attenuation in Free Space2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iida and Moto Kinoshita
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement

      巻: 70 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tim.2021.3060577

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] テラヘルツ波パワー測定の基礎と最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      飯田 仁志
    • 雑誌名

      JEMIC計測サークルニュース

      巻: 50 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Terahertz Spectrum Analyzer Based on Fourier Transform Interferometry2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iida, Moto Kinoshita and Yuya Tojima
    • 雑誌名

      Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves

      巻: 40 号: 9 ページ: 952-961

    • DOI

      10.1007/s10762-019-00620-1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ミリ波・テラヘルツ波パワーの計量・計測技術2022

    • 著者名/発表者名
      木下基、東島侑矢、飯田仁志
    • 学会等名
      学振テラヘルツ波科学技術と産業開拓第182委員会第49回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of terahertz attenuation using a photo-acoustic substitution method2020

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iida and Moto Kinoshita
    • 学会等名
      2020 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ波空間ビームの高信頼定量計測技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      飯田 仁志、 木下 基
    • 学会等名
      2020年度計量標準総合センター成果発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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