局部発振器用THz-QCLの開発(ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム)

概要

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現在我々は、テラへルツ量子カスケードレーザー(THz-QCL)を局部発振器として、ホットエレクトロンボロメータ(HEB)ミキサと組み合わせた、テラへルツ帯におけるへテロダイン受信機の関発を行っている。開発したTHz-QCLは、GaAs/Al_<0.15>Ga_<0.85>Asの共鳴LOフォノン散乱による緩和機構を利用し、熱圧縮ボンディングによりMetal-Metal(金-金)型の導波路構造を作成した。ドライエッチング法により作成された、メサ幅40μm 、共振器長1.5mmのQCLにおいて、約3.1THzで最高動作温度68Kの連続発振を達成した。また、QCLのレーザー出力をHEBミキサで受信し、その電流-電圧特性の変化を測定することで、テラへルツ信号の検出を確認した。また、THz-QCLを局部発振器としてHEBミキサをへテロダイン受信機として動作させ、受信機雑音温度6,100K(DSB)が得られた。HEBミキサは超伝導材質としてNbTiNの薄膜を用いており、ツインスロットアンテナと組み合わせることでテラへルツ帯の放射を検出する。本技術報告においては、開発の現状について検討する。
2010-12-09