高速光散乱型素子の開発と可視光通信応用の検討

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本年度は，光散乱型液晶素子を光変調素子として応用することを中心に研究を実施した．特に，昨年度までに検討してきた強誘電性液晶を用いた光散乱型液晶素子に適した変調方式や素子に印加する電圧法を明らかにすることを目的とした．変調・復調プログラムをオープンソースのソフトウェアラジオ開発ツールGNU Radioで実装し，実際に作製した素子を利用した変調実験を行った．赤色半導体レーザーの光路上に光散乱型液晶素子を配置し，GNU Radio上で生成した信号を高速アンプで増幅し光散乱型液晶素子に印加することでレーザ光を変調した．変調したレザー光をフォトダイオードで光電変換し，再びGNU Radioに取り込み復調した．AM，FMなど基本的なアナログ変調方式で伝送した音声が復調できた他， QPSKによるデジタル変調でテキストデータが伝送できることが確認できた．しかし，デジタル伝送の誤り率を評価すると90%近い値となった．搬送波の周波数がkHzオーダーであり一般的な無線通信に用いるものに比べて周波数が低すぎるため処理が安定しないことも原因として考えられる．また，素子の電圧対曇り度の特性は0Vを中心に非対称な形をしているため，印加波形について検討したが，不純物イオンが蓄積する原因となるバイアス電圧は印加せず，±20V程度の電圧に調整することで75%程度まで誤り率が低下した．素子の特性を再び評価した結果，静特性のヒステリシスが大きいことがわかり，これが伝送特性に大きな影響を与えていることが示唆された．したがって，ヒステリシスの小さくなる素子の作製条件を明らかにすることが今後重要となる．