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NRD waveguide type terahertz wave phase shifter using liquid crystal

使用液晶的NRD波导型太赫兹波移相器

基本信息

批准号：
20K04572
负责人：
森武洋
金额：
$ 2.66万
依托单位：
防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

液晶を用いたNRDガイド型テラヘルツ波移相器を実現するため、本研究では配向マイクロファイバーとネマティック液晶を複合化した素子を利用することとしたが、デバイスの特性には配向マイクロファイバーのテラヘルツ波特性が影響するため、その特性を明らかにする必要がある。そこでマイクロファイバー単体のテラヘルツ波帯における透過特性や誘電特性を評価するため、複合素子で使用したポリアクリロニトリルの配向マイクロファイバーについてテラヘルツ波分光器を用いて特性評価を行った。屈折率特性については100GHz～1THzまで1.1とほぼ一定の値を示しており、ファイバー主軸方向と直交方向での異方性は小さく0.05程度であることが確認できた。また、損失も液晶と比べ小さく液晶との複合材料として適切な材料であることが確認できた。NRDガイド型のテラヘルツ波の移相器を実現する際に、液晶層の厚さは制御するテラヘルツ波の周波数に比例する。前年度の研究では、主に350GHzの周波数におけるデバイスを設計していたが、第5世代通信の次の世代(Beyond 5G)の通信システムではテラヘルツ波としては低周波側の100GHz帯におけるデバイスの実現が重要である。そのため、今年度は前年度までの研究で350GHzで実現したマイクロファイバー／液晶複合素子の厚さ200μmから600μmに増加させ、100GHzで動作する移相器を実現し、応答時間が200ms程度と350GHz帯の移相器と同等の応答時間を実現できることを確認した。

In this study, the alignment of NRD and the recombination of NRD and NRD are discussed. The transmission characteristics and inductive characteristics of the single crystal are evaluated, and the alignment characteristics of the composite crystal are evaluated. The refractive index characteristic is 100GHz~1THz, 1.1 ° C, and a certain value is indicated. The main axis direction and the orthogonal direction are anisotropic, and the degree of anisotropy is 0.05 ° C. The loss ratio of liquid crystal is smaller than that of liquid crystal. The thickness of the liquid crystal layer is controlled by the ratio of the number of cycles of the liquid crystal layer when the phase shifter of the NRD type is realized. The research conducted in the previous year focused on the design and implementation of communication systems for the 350GHz frequency band and the 5th generation communication and Beyond 5G frequency band. This year's research in the previous year has confirmed that the phase shifter at 350GHz has been implemented with a thickness of 200μm and a thickness of 600μ m, and that the phase shifter at 100GHz has been implemented with a response time of about 200ms and that the phase shifter at 350GHz has an equivalent response time.