超小型衛星におけるビーム幅可変送信機を用いた光通信技術の構築

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J04071
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 福田 和史 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Keywords: 光通信 / 超小型衛星 / ビーム幅可変型光通信機

Outline of Annual Research Achievements

今年度の研究目的は「ビーム幅可変型光送信機の開発完了」と「その評価試験を実施すること」であるが，達成できなかった．その理由は要素技術の詳細な評価を行った結果，光通信機の最重要系統である光学系の設計に齟齬が生じ，再設計を何度も繰り返さなければならない事態に陥ったためである．そこで本年度は達成目標を見直し，ビーム幅可変型光送信機の要素技術の開発に注力し，ハードウェア開発の土台を構築するように方針を転換した．
本通信機において肝となるビーム可変機構に関しては，試作機を製作し，その基本動作とレンズの移動によるビーム幅の変動を評価した．本機構は中空ステッピングモータとネジ式直動機構の組み合わせであり，モータドライバを介して想定通り動作することを確認した．ビーム幅の変化は市販レンズ購入し，光学実験台においてビームプロファイラを用いて測定を行った．計算値と誤差は見られたが，当初の見込み通りレンズの移動によってビーム幅が変化することを実証できた．
その他の重要な要素技術として，MEMS可変ミラー，QD（4分割位置検出素子）の評価と通信機の総合評価のための可搬式光地上局の開発を行った．MEMSミラーは通信相手を追尾するために用いるもので，そのオープンループ特性，周波数特性などを評価した．QDは通信相手の方向を検出する素子であり，通信用途への使用可能性や検出精度などを評価した．可搬式光地上局は開発予定であった光通信機の通信相手である．これは地上評価だけでなく衛星に搭載された光通信機との通信を想定して市販望遠鏡をベースに開発したものであり，追尾性能や衛星の検出可能性などを評価した．
全体として研究目的の達成度は60%程度であるが，要素技術と再設計した光学系を製作して組み合わせることにより光通信機を構築し，開発した地上局を用いて評価することが可能である．次期光通信機に十分に貢献したと考える．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。