マイクロ波・ミリ波の光制御に関する研究

微波、毫米波光控研究

• 批准号: 07750421
• 负责人: 島崎 仁司
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750421/
• 关键词: ミリ波; 半導体導波路; 光制御; 電子正孔プラズマ; 有限差分時間領域法; 電磁波工学; 光波マイクロ波相互作用

ミリ波回路を光によって制御する方法の一つとして高抵抗半導体を導波路媒質として用い、光照射によって半導体中に電子‐正孔プラズマを誘起させて、導波路の誘電率および導電率を変化させる方法がある。本研究ではまず半導体を基板とするイメージ線路に光照射した場合のミリ波伝搬特性を有限時間差分領域法により解析した。従来、誘起したプラズマは導波路表面全体に存在し、キャリヤ密度が均一であるとしたモデルが解析されていた。本研究ではプラズマは導波路表面の一部に誘起され、プラズマ層と誘起されない部分が波動伝搬方向に沿って不連続部をもつものとし、またキャリヤの密度が均一な分布と不均一な分布とについて解析してその結果を比較した。まず密度分布についてはプラズマ層の厚みとキャリヤ総数がある値までは均一、不均一分布のどちらのモデルによっても反射・透過量の計算結果に差異は小さいが、それ以上の値では両モデルの差は急に大きくなることがわかった。特にその差は透過量において大きい。不連続部の効果は反射波ならびに空気中への散乱波に影響が現れた。これらの結果からプラズマ層の形状・密度分布とミリ波の伝搬特性との関係についての知見が得られ、今後半導体材料の選択、光源の選択、光の照射形状などの設計に有用である。この結果は従来のような導波路の表面部にのみ一様な密度でキャリヤが存在するとしたモデルでは明らかにできなかったものである。さらに高抵抗率シリコンを使ってイメージ線路を作製し、スリット集光形レンズを使ってレーザ光を照射することによってミリ波の透過・反射特性の測定を行った。その結果TMモードよりもTEモードの伝搬の方が光プラズマの影響が大きいことがわかった。この結果は今後、このタイプの導波路におけるモード選択とその利用に関しての示唆を与えるものである。

A method for optical control of high-resistance semiconductor waveguide media, optical irradiation, induction of electron-positive holes in semiconductors, and a method for changing the inductivity and conductivity of waveguides In this paper, the finite time difference domain method is used to analyze the characteristics of semiconductor substrates under light irradiation. The surface of the waveguide is uniformly distributed. In this study, we compare the results of the analysis of the density of the waveguide surface with the results of the uniform distribution and uneven distribution along the direction of the transition. The difference between the calculation results of reflection and transmission is small, and the difference between the above values is large. The difference between the transmission and the transmission is large. The effect of the non-continuous part is reflected wave and scattered wave in the air. The results are useful for the design of semiconductor material selection, light source selection and light irradiation shape. As a result, there is a density of light in the surface of the waveguide The measurement of transmission and reflection characteristics of high-resistivity optical fiber line The result is that there is no way to change the color of the film. The result is that in the future, there will be no choice but to use the waveguide.

项目成果

Hitoshi Shimasaki: "An analysis of semiconductor waveguide with oprically induced plasma by FD-TD method" Journal of Electronic Measurement and Instrument. 9. 270-273 (1995)

Hitoshi Shimasaki：“通过 FD-TD 方法对光致等离子体半导体波导进行分析”《电子测量与仪器杂志》。