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レーザ光源を用いて、マイクロ波・ミリ波発生装置の雑音を100分の1に低減

May, 30, 2016, 東京--日本電信電話(NTT)と東京電機大学は、線スペクトルが等しい間隔で並んだレーザ光源であり、光のものさしになることが知られている光周波数コムを用いて、マイクロ波・ミリ波発生装置の雑音を従来の100分の1に低減することに成功した。
 研究では、光周波数コムをマイクロ波・ミリ波発生装置の雑音の高感度検出器として利用し、その雑音を減らすような制御機構を実現することにより、マイクロ波からミリ波までの広帯域な信号の雑音を大幅に低減する技術の開発に成功した。例えば、25GHz信号の中心周波数から1kHz離れた周波数の雑音は、-110dBc/Hzにまで低減でき、これは、現在の市販で最も低雑音級のマイクロ波・ミリ波発生装置に比べて、雑音を100分の1まで低減できたことを意味する。この技術を用いて発生した低雑音なマイクロ波やミリ波は、次世代の高速・大容量無線通信に貢献できると考えられる。

研究の成果
研究では、この雑音増幅に伴ってスペクトル幅が拡大される、位相変調器ベース光周波数コムの問題点を利用して、高感度な「雑音検出器」として用いることで、従来よりも低雑音な周波数可変マイクロ波・ミリ波を発生させるアイデアの原理実証に成功、併せて、位相変調器ベース光周波数コムの問題点を克服した。マイクロ波・ミリ波の雑音は、25GHz信号の中心周波数から1kHz離れた周波数の雑音は、-110dBc/Hzにまで低減できた。これは、市販で最も低雑音級のマイクロ波・ミリ波発生装置よりも雑音を100分の1まで低減できたことになる。半導体レーザの中心波長から、より大きく離れた波長の参照レーザを用いれば、さらに雑音を低減することも可能。また、この技術の汎用性を示すために、低雑音化されたマイクロ波・ミリ波発生装置の発振周波数の可変範囲の拡大を図り、6-72 GHzの帯域で連続可変することにも成功した。
(詳細は、www.ntt.co.jp)