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偏光変調検出イメージセンサによる高感度リアルタイム高周波撮像装置の開発

利用偏振调制检测图像传感器开发高灵敏度实时高频成像装置

基本信息

批准号：
22KJ2292
负责人：
岡田竜馬
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は，独自の偏光イメージング技術に立脚して高感度リアルタイム高周波撮像装置を構築し，サブミリ波からTHz波電界分布を可視化することを目的としている．これに対し，本年度は，偏光イメージセンサの高感度化，高機能化，光ヘテロダイン法によるイメージングシステムの構築を行い，THz波撮像に向けた動作確認としてミリ波電界の可視化を行った．偏光イメージセンサの画素上偏光子ピッチの最適化を行い，画素上偏光子を1層構造から2層構造にすることによって，電界イメージングの際に利用される波長780 nm帯における消光比を従来の1.6から3.3に向上させた．この消光比の向上によって，画素上理想偏光子による感度限界の5割程度を達成し，微弱偏光変化に対する感度が2倍以上に改善された．また，光ヘテロダイン検波のための局部発振変調光の生成の検討を行った．波長785 nmのレーザー光源を光変調器によって強度変調し，その変調光を半導体光増幅器で増幅して，イメージングシステムに入射した．光変調器と半導体光増幅器を組み合わせ安定性が高く高光強度な局部発振変調光の生成に成功した．この変調光生成システムと高感度偏光イメージングシステムを組み合わせ28 GHz電界を0.25 FPSで可視化を実証した．また，THz波イメージングに向け，強度変調器に加えて位相変調器を組み合わせて光コム生成手法を用いることで285 GHzの局部発振変調光の生成を行い，変調動作の確認を行った．今年度は，得られた研究成果に基づいて，偏光イメージセンサの高感度化に関する論文発表１件と国内3件，国際2件の学会発表を行った．

This study aims to establish a high sensitivity high frequency imaging device for the polarization spectrum technology and to visualize the THz wave field distribution. This year, the polarized light source system is highly sensitive and functional, and the THz wave source system is visualized. In order to optimize the polarizer on the pixel, the polarizer on the pixel has a one-layer structure and a two-layer structure, and the extinction ratio at the wavelength of 780 nm is 1.6 to 3.3. The extinction ratio of the pixel is increased, and the sensitivity limit of the ideal polarizer on the pixel is 5-fold, and the sensitivity of the weak polarizer is improved by more than 2 times. A discussion on the generation of local oscillation and dimming of light waves. Wavelength: 785 nm Light source: light modulator: intensity: modulation: semiconductor light amplifier: modulation: modulation: The combination of optical modulator and semiconductor optical amplifier has high stability, high light intensity and local oscillation. The dimming generation mode of the high-sensitivity polarization mode is realized by combining the 28 GHz power limit with 0.25 FPS. THz wave modulation direction, intensity modulator, phase modulator, combination, optical modulation generation method, local oscillation modulation generation at 285 GHz, modulation operation confirmation. This year, we have obtained the basic research results, and the research papers related to the high sensitivity of polarized light have been published. There are 1 domestic and 3 international papers.