2017 Fiscal Year Annual Research Report
600-GHz-band Transceiver Technologies
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16H04350
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
永妻 忠夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00452417)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | テラヘルツ波 / 無線通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、無線通信技術の高速化に対するニーズが高まる中、100GHz～300GHz帯を利用した「テラヘルツ無線」の研究開発が国内外で本格化している。本研究では、100GHz以上の超広帯域幅を利用できる可能性のある600GHz帯を、次なるテラヘルツ無線の学際的研究領域として位置づけ、本年度、以下の成果を得た。
（１）平成28 年度で行った理論検討を基に、コヒーレント2波長光源として、差周波数が560GHz～710GHzにおいて、サイドモード抑圧比>35dB、580～690 GHzでは40～45dBの高品質の光信号源を開発した。また、より消光比の高い光フィルタを用いることにより、サイドモード抑圧比として、560GHz～710GHz において>45dBが得られること、光位相変調器を駆動する増幅器の帯域を、現在に31～ 38GHzからさらに広げることで、差周波数をさらに拡大することが可能であることを明らかにした。
（２）上記の差周波数を有する2波長の光信号を、直接、フォトダイオードに照射することで、差周波数に対応したテラヘルツ波を発生することができるが、従来の市販のフォトダイオードでは、十分な出力と帯域が得られないことが、平成28 年度の研究で明らかになったことから、600GHz帯の導波管出力型のフォトダイオードモジュールの設計と試作を行った。その結果、400GHz～900GHzで動作し、3dB帯域として世界最高となる340GHz、最高出力-19dBm (500GHz)のモジュールの開発に成功した。
（３）上記モジュールおよび光信号源からなる送信機と、平成28年度 に開発したヘテロダイン受信機を組み合わせ、600GHz帯の無線通信実験を行った。その結果、600GHz帯では世界最速となる10Gbit/sのエラーフリー伝送に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
600GHz帯を超広帯域通信に利用するには、最終的にフォトダイオードの広帯域化が要であったが、今年度、600GHz帯で300GHz以上の帯域を有する導波管出力型のフォトダイオードの開発に成功したことは、大きなブレークスルーである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度達成した10Gbit/s（OOK変調）の通信速度に関して、その制限要因を解明することにより、一層の向上を図るとともに、多値化、マルチチャネル化を推進し、100～200Gbit/sを超えるスループットを達成する。
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