Generation and control of frequency comb in resonant tunneling diode oscillator

谐振隧道二极管振荡器中频率梳的产生与控制

• 批准号: 22K04217
• 负责人: 猪瀬 裕太
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04217/
• 关键词: 共鳴トンネルダイオード; 周波数コム; モード同期; 自己注入; テラヘルツ; 発振器

研究代表者が所属機関を移動したため、実験と計算を実施する環境が大きく変わることとなった。そのため、２０２２年度はこの研究課題に関する基礎的な部分からの研究を実施した。当該年度に実施した研究は、具体的には（１）印加するバイアス電圧に対して共鳴トンネルダイオード発振器の発振周波数が変化する要因の解明、（２）共鳴トンネルダイオード発振器への自己注入による発振周波数ジャンプの測定および等価回路による再現、の２つである。各項目における具体的な研究実績は、以下に示す通りである。（１）共鳴トンネルダイオード発振器は、印加するバイアス電圧に対して発振周波数が変化する。その物理的起源については、共鳴トンネルダイオードを構成する半導体層構造が有するキャパシタンス成分がバイアスに対して変化するためであると考えられていた。しかしながら、等価回路モデルを使用した数値計算によって、共鳴トンネルダイオードが示す電流‐電圧特性の非線形性が主たる周波数変化の物理的起源となっていることを明らかにした。本研究の目的であるモード同期・周波数コムでは、発振周波数の多モード化と安定化が必要となるが、その周波数の決定要因を明らかにできた意義は大きい。（２）共鳴トンネルダイオード発振器からの放射テラヘルツ波を反射させて発振器に戻した場合、すなわち自己注入系において、発振器への印加バイアスや反射体までの距離を掃引することで周波数が不連続に跳躍する振る舞いを確認した。これは、反射体との間で形成された縦モードへの引き込み効果として説明される現象であり、本研究の目的である発振周波数の多モード化に必要な条件の１つであると考えられるものである。また、等価回路モデルを用いた計算によって、実験で得られた周波数特性を定量的に再現することに成功し、これが縦モードへの引き込みに起因していることを計算によるアプローチからも確認した。

The research representative is the affiliated institution: したため;そのため、The 2022 はこの research project に关するbasic な part of the からの research を実事した. When the year's pressure is applied, the specific pressure will be determined (1) Inca pressure The main reason for the change of resonance frequency of the oscillation oscillatorの Explain, (2) Resonance トンネルダイオード発 Vibrator への inject による発 by myself The number of oscillations is determined by measuring the number of oscillations and reproducing the isotropic circuit. The specific research achievements of each project are shown below. (1) Resonance トンネルダイオード発 oscillator は, Inca するバイアス电voltage に対して発 oscillation frequency number が変化する. The origin of そのphysicsについては、Resonance トンネルダイオードをConstitutionするSemiconductor layer structureが有するキャパシタンスComponentsがバイアスに対して変化するためであると卡えられていた.しかしながら、equivalent loop モデルをUse the したnumerical value to calculate によって、resonance トンネルダイオードが Demonstration The non-linearity of current-voltage characteristics is the main factor in the change of frequency and the origin of physics. The purpose of this study is to use the same period of time as the number of cycles and the frequency of vibrations. The reason for the necessary stabilization and the determination of the number of cycles is that the meaning of the stabilization is large. (2) Resonance vibration vibrator からのradiation テラヘルツwave をreflection oscillator に戻した occasion, すなわちself-injection system において,発稺器へのIncaバイアスや Reflector までのDistance をSweeping することでCycle number が不连続にHop する Vibration る Dance いをConfirm した.これは、Reflector との间で Formation された縦モードへのinducing き込み Effect としてExplanation されるphenomenon であり、Ben The purpose of the research is to determine the necessary conditions for the transformation of the number of vibration frequencies.また、isotropic loop モデルを Use いた to calculate によって、実験でget the られたcycle number characteristic をQuantitative reproduction することにSuccessful calculation and calculation of success and success.

项目成果

共鳴トンネルダイオード発振器における発振周波数のバイアス依存性

谐振隧道二极管振荡器中振荡频率的偏置依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: Zewei Chen;Makoto Arita;Katsuhiko Saito;Tooru Tanaka;Qixin Guo;猪瀬裕太，水野遼子，易利，冨士田誠之，永妻忠夫;猪瀬裕太;猪瀬裕太，冨士田誠之，永妻忠夫
• 通讯作者: 猪瀬裕太，冨士田誠之，永妻忠夫

モード同期共鳴トンネルダイオードテラヘルツ発振器の周波数制御

锁模谐振隧道二极管太赫兹振荡器的频率控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 小野佑樹;坂本盛嗣;野田浩平;佐々木友之;田中雅之;川月喜弘;小野浩司;有川 敬，大穀 裕介，平岡 友基，猪瀬 裕太，田中 耕一郎
• 通讯作者: 有川 敬，大穀 裕介，平岡 友基，猪瀬 裕太，田中 耕一郎

共鳴トンネルダイオード発振器の等価回路モデルと自己注入同期

谐振隧道二极管振荡器和自注入锁定的等效电路模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Zewei Chen;Makoto Arita;Katsuhiko Saito;Tooru Tanaka;Qixin Guo;猪瀬裕太，水野遼子，易利，冨士田誠之，永妻忠夫;猪瀬裕太
• 通讯作者: 猪瀬裕太

自己注入によるRTD発振器の周波数変化

由于自注入而导致 RTD 振荡器频率发生变化

• 发表时间: 2023
• 作者: Zewei Chen;Makoto Arita;Katsuhiko Saito;Tooru Tanaka;Qixin Guo;猪瀬裕太，水野遼子，易利，冨士田誠之，永妻忠夫
• 通讯作者: 猪瀬裕太，水野遼子，易利，冨士田誠之，永妻忠夫

大阪大学 情報フォトニクスグループ

大阪大学信息光子学组