マルチビームＴＨｚ帯ヘテロダイン検出器のためのＱＣレーザーの局部発振波応用

• 研究課題/領域番号: 24654048
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 前澤 裕之 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00377780)
• 研究協力者: 入交 芳久 情報通信研究機構 ; 関根 徳彦 情報通信研究機構 ; 寶迫 巌 情報通信研究機構 ; 山本 智 東京大学 ; 大口 脩 東京大学 ; 切通 遼介 大阪府立大学
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 宇宙物理学 / 地球惑星科学 / ヘテロダイン分光 / 検出器 / 超伝導デバイス / テラヘルツ / 量子カスケードデバイス / 位相同期回路 / リモートセンシング / 電波天文学 / テラヘルツ波 / 量子カスケードレーザー / 超伝導ミクサ検出素子 / デバイスプロセス

研究概要

1-10THz帯には星間ガスや惑星大気からの様々なスペクトル線が分布する。今後、観測時間の限られるTHz帯ヘテロダイン天文観測を強力に推進するためには、THz検出器のマルチビーム化が重要となる。そのためには量子カスケードレーザー(QCL)の局部発振器応用、特にQCLの周波数安定化が重要な鍵を握る。本研究では、我々の準光学型超伝導NbTiN-HEBミクサに、逓倍型固体発振器によるTHz帯基準信号と周波数フリーランの入射信号を照射してビート信号を取り出し、これを位相比較することで、フリーランのTHz波の位相を高精度に直接制御する周波数安定化システムを開発した。

研究成果

• [学会発表] 超伝導ホットエレクトロンボロメータミクサ素子のモデルの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 切通僚介, 堀内滉介, 前澤裕之
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Development of Superconducting Hot Electron Bolometer Mixer Detectors for Terahertz Band Astronomy and Planetary Atmospheric Research (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Maezawa, Horiuchi, R. Kiridoshi, T. Shiino, T. Soma, R. Furuya, Y. Watanabe, T. Sakai, Y. Nishimura, N. Sakai,K. O. Ohguchi, L. Jiang, S. Yamamoto
  • 学会等名: 2013 Asia-Pacific Radio Science Conference
  • 発表場所: Howard International House, Taipei, Taiwan
• [学会発表] Development of Superconducting Hot Electron Bolometer Mixer Detectors for Terahertz Band Astronomy and Planetary Atmospheric Research (2013)
  • 著者名/発表者名: 前澤裕之
  • 学会等名: Asia-Pacific Radio Science Conference 2013
  • 発表場所: 台湾 台北市
• [学会発表] 超伝導ホットエレクトロンボロメータミクサ素子のモデルの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前澤裕之
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] .5 THz帯拡散冷却型NbTiN HEBミクサの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎野竜哉
  • 学会等名: 日本天文学会2013年春季年会
  • 発表場所: 埼玉大
• [学会発表] 惑星大気のミリ・テラヘルツ帯ヘテロダイン分光ための超伝導検出素子の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前澤裕之
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合PPS03-P03
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Development of Superconducting Detectors for MM/THZ Band Heterodyne Spectroscopy of Earth's and Planetary Middle Atmosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Maezawa
  • 学会等名: AOGS-AGU (WPGM) Joint Assembly
  • 発表場所: Resorts World Convention Centre, Singapore
• [学会発表] 惑星大気のミリ・テラヘルツ帯ヘテロダイン分光ための超伝導検出素子の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前澤裕之
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Development of Superconducting Detectors for MM/THZ Band Heterodyne Spectroscopy of Earth's and Planetary Middle Atmosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: 前澤裕之
  • 学会等名: AOGS - AGU Joint Assembly
  • 発表場所: シンガポール