| 研究課題/領域番号 |
17K06432
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
福島 誠治 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (10610214)
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| 研究分担者 |
永山 務 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (80781997)
渡邉 俊夫 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90524124)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | マイクロ波工学 / 光通信 / 半導体レーザ / 周波数変換 / 光変調器 |
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| 研究実績の概要 |
「半導体光デバイスを用いた周波数変換の研究」のうち、令和元年度に実施を予定した項目は、周波数変換光モジュールの製作である。実際に実施した項目は、(1)周波数変換光モジュールの製作に加えて、(2)周波数変換効率の改善（新構成の提案、デバイスパラメータの最適化、駆動・給電回路の改良）と(3)バックアップ技術としてフォトダイオード(PD)を用いた周波数変換の検討である。
主テーマの(1)「モジュールの製作」は外部機関の協力により順調に行うことができ、バタフライパッケージタイプとTOSAパッケージタイプの両方の試作を終えた。光強度雑音特性や周波数特性などモジュール評価の一部を終え期待通りの結果を得たが、周波数変換実験の準備は完了したもののデモンストレーション実験が未達となった。COVID-19感染拡大により予定していた国際学会発表が実施できなかった。
調書記載の主テーマ以外に(2)として、半導体光変調器内蔵レーザ(EML)を用いた周波数変換について、「新構成の提案」として局部発振を副搬送波多重光によって入力する方法のシミュレーション確認、「デバイスパラメータの最適化」として光変調器バイアス電圧と変換効率の関係に関する理論的解明、「駆動・給電回路の改良」としてQマッチまたはテーパ型マイクロストリップ線路を用いた給電回路による変換効率改善についてのシミュレーション確認を行った。
平成30年度に開始したバックアップ技術として「PDを用いた周波数変換」においては、アバランシェフォトダイオードの採用により、変換効率も周波数特性も大きく改善できることをシミュレーションによって示した。広義の光マイクロ波融合技術として、レーザ／レーダ応用技術（桜島の降灰観測）などにも大きな進展があった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画の多くが予定通り進捗している、計画以上と以下の両方があり、平均として+/-100%の達成度であると判断する。「周波数変換モジュールの製作」において試作と性能評価は順調に実施できたものの、モジュールを用いた周波数変換デモンストレーションが未達となった。原因は、実験用の治具製作の遅れや一部の装置手配の遅れである。得られた成果の多くは国内学会にて報告済みであるが、採択されていた国際学会（招待講演）はCOVID-19による学会延期に伴い令和元年度内の発表ができなかった。
COVID-19により研究が減速しているものの、令和2年度内にはデモンストレーション実験の完了を予定している。国際学会発表については、令和3年3月に延期された学会における発表およびその他の発表手段を検討する。
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| 今後の研究の推進方策 |
予測不能のCOVID-19により、令和元年度終了を令和2年度終了へと研究期間の延長を行った。令和2年度に積み残したデモンストレーション実験と国際学会発表を実現したい。
調書には分量的に記述しきれない多くの派生技術が生まれ始めている。例として、周波数変換の効率・周波数特性の改善技術、レーザ／レーダ応用技術、ロケットの遠隔観測などが挙げられる。これらの技術を来年度以降の科研費などの競争的研究資金の申請につなげる。研究室内の教員とできるだけ多くの大学院生にこの研究に従事させることで、研究だけでなく教育にも資するようにする。逆境下にあってもZOOM（遠隔講義）の使用により、大学院生の研究指導を継続する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19感染拡大にともない、発表を予定していた国際学会が2020年3月から2021年3月に延期になった。差額は当該国際会議の参加費および旅費として執行する予定である。
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