「偏波」の制御で小型デバイスのテラヘルツ通信容量を倍に！

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2024-08-30

engineering

{'items': [{'key': '26nm7', 'term': 'テラヘルツ波', 'description': {'blocks': [{'key': '317u1', 'text': 'およそ１００ギガヘルツ（０.１テラヘルツ）から１０,０００ギガヘルツ（１０テラヘルツ）の電波と光の中間領域の周波数を有する電磁波。電波の透過性と光の直進性をあわせもち、次世代の情報通信システムや様々な産業分野での利活用が期待されている。３００ギガヘルツ（０.３テラヘルツ）は波長１ミリメートルに相当する。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'fl4f8', 'term': '偏波', 'description': {'blocks': [{'key': '5852v', 'text': 'テラヘルツ波を含む電磁波は進行方向と垂直に振動する横波であり、その振動の向きを表す。電界が１つの平面内に存在し、一定方向に振動する直線偏波では、電界が基準面に水平な水平偏波と垂直な垂直偏波の直交する２成分を考えることができる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'beocr', 'term': '多値変調方式', 'description': {'blocks': [{'key': 'b9i4o', 'text': '情報を伝送するにあたり、信号の振幅および位相に対して複数の状態を割り当てることで限られた周波数帯域幅において、より多くの情報を伝送できる通信方式。テラヘルツ帯で多値変調を行う上での大きな課題の１つは、信号発生器の雑音であった。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': '48jhg', 'text': '（２０２４年１月３１日大阪大学プレスリリース「シングルチャネルで世界最高の無線通信速度を達成！」）', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [{'offset': 23, 'length': 24, 'key': 0}], 'data': {}}], 'entityMap': {'0': {'type': 'LINK', 'mutability': 'MUTABLE', 'data': {'url': 'https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2024/20240131_1'}}}}}, {'key': '1bte0', 'term': 'シリコン', 'description': {'blocks': [{'key': 'c1l74', 'text': '大阪大学のグループでは代表的な半導体材料であるシリコンを誘電体として用い、テラヘルツ信号の多重化分離デバイス（合分波器）の小型化に成功している。ただし、これは周波数依存性を利用したデバイスであるため、動作帯域幅に課題があった。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': '3jobd', 'text': '（２０２１年４月２９日大阪大学プレスリリース「小型テラヘルツ合分波器を新開発」）', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [{'offset': 23, 'length': 15, 'key': 0}], 'data': {}}], 'entityMap': {'0': {'type': 'LINK', 'mutability': 'MUTABLE', 'data': {'url': 'https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20210429_2'}}}}}]}

['es']

['冨士田 誠之', '永妻忠夫', 'Weijie Gao（ウエイジエ ガオ）']

テラヘルツ通信のマイルストーンとして、１００ギガビット毎秒級の通信速度実現が掲げられてきましたが、テラヘルツ波の広帯域性と多値変調方式を駆使することで、そのマイルストーンは達成されつつあります。一方でテラヘルツ通信の最大目標の１つといえるテラビット毎秒級の伝送容量達成には多値変調方式以外のブレイクスルーが必要であり、本研究はそれに寄与する成果です。また、テラヘルツ波の広帯域性を活かすことで、様々な産業分野においてニーズがあるミリメートル級の分解能を有するセンシングも可能なため、センシングと情報通信とを１つのデバイスで取り扱うことができる本技術は、６Ｇ以降で期待されている高度なセンシングと通信との融合を実現するためのブレイクスルーとなりえる技術であるといえます。

冨士田 誠之

教授

基礎工学研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/b2cfd9be938b57c5.html