書誌情報: Xie, X., Feng, H., Tao, Y. et al. Broadband millimeter-wave frequency mixer based on thin-film lithium niobate photonics. (2024).
研究目的: 本研究は、薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)フォトニクスプラットフォーム上に、広帯域で高性能なミリ波周波数ミキサを実現することを目的とする。
手法: 研究チームは、広帯域EO変調器とEO周波数コム光源を集積したTFLNフォトニック回路を設計・作製した。EOコム光源は、広帯域にわたって等間隔でコヒーレントな光周波数コムを生成し、局部発振器(LO)として機能する。また、高Q値のアッドドロップリング共振器を用いることで、特定の周波数コム成分をLOとして選択的に抽出することを可能にした。
主要な結果: 開発されたTFLN周波数ミキサを用いて、20 GHzから67 GHzまでの広帯域における周波数ダウンコンバージョンを実験的に実証した。その際、中間周波数(IF)帯域幅は20 GHzと広帯域を達成した。また、EOコムの高次高調波を利用することで、最大110 GHzまでの周波数アップコンバージョンも実現した。
主な結論: 本研究で開発されたTFLN周波数ミキサは、従来の電子部品よりも広帯域な動作帯域幅、フラットな周波数応答、電磁干渉に対する耐性などの点で優れた性能を示した。この技術は、次世代の通信システムやセンシングシステムにおけるミリ波トランシーバの有望な解決策となる可能性がある。
本研究の意義: 本研究は、TFLNフォトニクスプラットフォームが、高性能かつ広帯域なミリ波周波数ミキサの実現に適していることを示した。これは、将来のミリ波通信システムやセンシングシステムの開発に大きく貢献するものである。
制限と今後の研究: 本研究では、測定器の制限により、周波数アップコンバージョンは2倍波と5倍波の信号のみを測定した。また、動作帯域幅はRFプローブのカットオフ周波数によって制限されており、将来的には、より広帯域なRFプローブやPDを用いることで、テラヘルツ周波数への拡張が期待される。
他の言語に翻訳
原文コンテンツから
arxiv.org
深掘り質問