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2016 年度 実績報告書

MEMS技術を用いた300GHz帯FW-TWTの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26289101
研究機関静岡大学

研究代表者

三村 秀典  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90144055)

研究分担者 根尾 陽一郎  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (50312674)
長尾 昌善  国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80357607)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード進行波管 / 300GHz / FoldedWaveguide遅波回路 / MEMS
研究実績の概要

FWG-TWTの開発:平成27年度は大信号動作解析によるFWG-TWTの設計手法を確立するとともに、目標仕様(周波数帯域280~300GHz、出力1Wクラス、利得20dB以上)を満足できる広帯域FWG-TWTの詳細設計を行った。また、設計したFolded Waveguide 遅波回路(FWG-SWC)のシミュレーションを行い、目標仕様を満足することを確認した。平成28年度は、外部機関の協力を得て、LIGAプロセスによりFWG-SWCを試作し、FWG-SWCに周期磁界装置(PPM)を取り付け、そのcold評価(電子ビームを通さない評価)を行った。その結果、次の重要な結果が得られた。1.FWG-SWCの設計は正しい。2.製作の容易さから矩形型のビームホールを採用したが、これによりRF損失が大きい。また、設計したビームホールが大きすぎて、電磁波と電子ビームの相互作用が弱い。さらに遅波回路と出力導波管の間のインピーダンス不整合を生じている。これらのことより円形型のビームホールを用いて、また可能な限りビームホールを小さくした、FWG-SWCの再設計を行った。LIGAプロセスによる新しいFWG-SWCの試作を行った。300GHzの増幅実験を行う。
カソードの研究:熱カソードを用いた300GHz FWG-TWTより高効率、超小型、高周波を目指した、FWG-TWTの開発のため新規カソードの開発を行っている。レーザ光を用いた光励起による超高速変調電子ビームを発生できるカソードで、負性親和力GaAsカソードとアルカリ光電面カソードを製作した。この2つの冷陰極に加えSi電界放出カソードにレーザ励起により発生させた超高速電子ビームのビーム診断を行った。また、電子ビームの集束が可能な火山構造ダブルゲートスピント型電子源の電子ビーム集束特性を測定し、その特性からFWG-TWTのカソードの設計を行った。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Design of a 300 GHz Band TWT with a Folded Waveguide Fabricated by Microelectromechanical Systems2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tsutaki, Y. Neo, H. Mimura, N. Masuda, and M. Yoshida
    • 雑誌名

      J. Infrared Milli, Terahz. Waves

      巻: 37 ページ: 1166-1172

    • DOI

      10.1007/s10762-016-0306-5

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Beam profile measurement of volcano-structured double-gate Spindt-type field emitter arrays2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nagao, Y. Gotoh, Y. Neo, and H. Mimura
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. B

      巻: 34 ページ: 02G108-1-6

    • DOI

      10.1116/1.4944453

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron emission properties of gated silicon field emitter array driven by laser pulses2016

    • 著者名/発表者名
      H. Shimawaki, Y. Neo, H. Mimura, M. Nagao, F. Wakaya, and M. Takai
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 109 ページ: 183106-1-3

    • DOI

      10.1063/1.4967008

    • 査読あり
  • [学会発表] シリコンフィールドエミッタの光応答特性の評価(その2)2016

    • 著者名/発表者名
      嶋脇秀隆、長尾昌善、根尾陽一郎、三村秀典、若家冨士夫、高井幹夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告
    • 発表場所
      三重大学(三重県津市)
    • 年月日
      2016-10-25 – 2016-10-26
  • [学会発表] NEA-GaASホトカソードからのパルスビーム診断2016

    • 著者名/発表者名
      吉武亮、光野圭吾、増澤 智昭、畑中 義式、細田誠、根尾 陽一郎、三村 秀典
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      三重大学(三重県津市)
    • 年月日
      2016-10-25 – 2016-10-26
  • [学会発表] Characterization of GaAs photocathode utilizing negative electron affinity2016

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuzawa, K. Mitsuno, Y. Hatanaka, Y. Neo, and H. Mimura
    • 学会等名
      15th International Conference Global Research and Education
    • 発表場所
      Warsaw University of Technology(Warsaw, Poland)
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast pulse electron beam generated from NEA-GaAs photocathode2016

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshitake, Y. Neo, Y. Hatanaka, M. Hosoda, and H. Mimura
    • 学会等名
      15th International Conference Global Research and Education
    • 発表場所
      Warsaw University of Technology(Warsaw, Poland)
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-28
    • 国際学会
  • [学会発表] GaAs負性親和力カソードの応答特性2016

    • 著者名/発表者名
      光野圭吾、増澤智昭、畑中義式、根尾陽一郎、三村秀典
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] Field emission from gated silicon field emitter array induced by sub-nanosecond laser pulses2016

    • 著者名/発表者名
      H. Shimawaki, Y. Neo, H. Mimura, M. Nagao, F. Wakaya, and M. Takai
    • 学会等名
      29th International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • 発表場所
      University of British Columbia(Vancouver, Canada)
    • 年月日
      2016-07-11 – 2016-07-15
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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