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2013 年度 実施状況報告書

テラヘルツ波エリプソメトリー用小型モジュールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24560412
研究機関北里大学

研究代表者

伊藤 弘  北里大学, 一般教育部, 教授 (50525384)

キーワードUTC-PD / ショットキーバリアダイオード / 平面アンテナ / テラヘルツ / モジュール / エリプソメトリー
研究概要

1.平面アンテナ:本研究の主要な構成部品であるテラヘルツ帯平面アンテナについては、今年度試作したSBD用素子の特性評価結果を踏まえ、UTC-PD用に改良した構成を決定して再設計を行い、アンテナ集積UTC-PDの試作に反映させた。また、試作した様々な構成の平面アンテナを集積化した素子の特性を比較・解析することにより、それらに共通する共振モードや偏波決定要因などを抽出し、平面アンテナ設計に関する体系的な知見を明らかにした。
2.UTC-PD、及びSBD:昨年度明らかにした新たな平面アンテナ構成と偏波特性改善のための素子構成法を反映させ、テラヘルツ波検出素子であるSBDとアンテナをモノリシック集積化した素子を試作し、準光学型モジュールに実装して特性評価を行った。その結果、昨年度試作した素子よりも優れた直線偏波特性、低周波域の共振が改善された周波数特性、及び30GHzから1THzまでをカバーする極めて広帯域な出力特性を実験的に確認した。また、これらの結果をアンテナ集積UTC-PDの設計に反映し、改良した素子の試作を実施した。
3.準光学型モジュール構成技術:試作を行ったUTC-PD及びSBDを実装した準光学型モジュールを作製し、素子特性の評価を実現すると共に、モジュール構成に関する改良指針を抽出した。ただし現状の構成でも性能上の支障は無いことから、筐体構成のさらなる変更は行わず、計測技術への適用を優先して進めることとした。

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

UTC-PD、SBD、及び準光学型モジュールの改良試作を当初計画よりも早めて実施することで、目標とする広帯域特性と直線偏波特性を実現する見通しを得た。また、様々な平面アンテナの特性を比較・解析することで、アンテナの偏波制御に関する体系的な知見を明らかにした。これらにより、次年度に計画している各モジュールによる目標性能の実現を、当初計画よりも前倒しで実現できる見通しを得た。以上の結果は当初計画よりもやや進んでいるが、全体としてはおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

当初計画に従い、改良したモジュール(アンテナ集積UTC-PD、及びアンテナ集積SBD)の評価を進め、目標性能を実現する。また、試作した部品を用いたエリプソメトリー測定系を構築し、計測技術への適用性を検証する。さらに、部品の適用領域拡大を目指し、連携先の模索を進める。

次年度の研究費の使用計画

概ね計画通りに使用したが、見積価格の変動や値引きなどにより若干の差額が生じた。
基本的に、当初計画に従って使用する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Photonic Terahertz-Wave Emitter Integrating Uni-Traveling-Carrier Photodiode and Self-Complementary Planar Antenna2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, H. Yamamoto, and T. Ishibashi
    • 雑誌名

      Optical Engineering

      巻: 53 ページ: 031209-1~-7

    • DOI

      10.1117/1.OE.53.3.031209

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Widely Frequency Tunable Terahertz-Wave Emitter Integrating Uni-Traveling-Carrier Photodiode and Extended Bowtie Antenna2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, H. Yamamoto, and T. Ishibashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 6 ページ: 064101-1~-3

    • DOI

      10.7567/APEX.6.064101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarization-Sensitive Terahertz-Wave Detector Implementing Planar-Antenna-Integrated InP-Based Schottky Barrier Diode2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, H. Yamamoto, and T. Ishibashi
    • 雑誌名

      Electron. Lett.

      巻: 49 ページ: 949~950

    • DOI

      10.1049/el.2013.1990

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Broadband Terahertz-Wave Emitter Integrating UTC-PD and Novel Planar Antenna2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, H. Yamamoto, and T. Ishibashi
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 8716 ページ: 871602-1~-8

    • DOI

      10.1117/12.2015523

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Broadband Photonic Terahertz-Wave Emitter Based on UTC-PD and Integrated Planar Antenna2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, and T. Ishibashi
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 8846 ページ: 88460F-1~-10

    • DOI

      10.1117/12.2023009

    • 査読あり
  • [学会発表] Broadband Photonic Terahertz-Wave Emitter Integrating UTC-PD and Novel Planar Antenna

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, H. Yamamoto, and T. Ishibashi
    • 学会等名
      SPIE Defence, Security and Sensing (Terahertz Physics, Devices, and Systems VII)
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center(米国、ボルチモア市)
    • 招待講演
  • [学会発表] アンテナ集積SBDを用いた偏波識別用サブテラヘルツ波検出器

    • 著者名/発表者名
      伊藤 弘、吉松俊英、山本 洋、石橋忠夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会 テラヘルツ応用システム研究会
    • 発表場所
      北海道大学 百年記念会館(札幌市)
  • [学会発表] Broadband Photonic Terahertz-Wave Emitter Based on Planar-Antenna-Integrated UTC-PD

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, and T. Ishibashi
    • 学会等名
      SPIE Optics and Photonics (Terahertz Emitters, Receivers, and Applications IV)
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(米国、サンディエゴ市)
    • 招待講演
  • [学会発表] Polarization-Sensitive Terahertz-Wave Detector Implementing Planar-Antenna-Integrated InP-Based Schottky Barrier Diode

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yoshimatsu, H. Yamamoto, and T. Ishibashi
    • 学会等名
      International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Congress Center Mainz(ドイツ、マインツ市)
  • [学会発表] Generation of Millimeter-/Sub-Millimeter-Waves Using Uni-Traveling-Carrier Photodiodes

    • 著者名/発表者名
      H. Ito
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Photonics Technologies
    • 発表場所
      University of Rochester(米国、ロチェスター市)
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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