研究内容

ここでは、高速波長可変レーザとフォトミキシングを用いたテラヘルツ通信・センシングに関する近年の研究成果を紹介します。

高速波長可変レーザを用いたテラヘルツ通信・センシング

加藤研究室では、これまで100 GHzを超えるテラヘルツ帯を対象に、高速波長可変レーザとフォトミキシングを組み合わせ、無線通信・レーダ・センシングに必要な信号を光から生成・制御する研究を進めてきました。周波数ホッピングや高速周波数掃引、通信と測距の同時動作などを実験的に検証してきました。

テラヘルツ帯通信の背景と課題

テラヘルツ帯は広い周波数帯域を利用できるため、6Gに向けた大容量無線通信や、通信とセンシングを統合する技術の候補として研究されています。一方、高速な周波数切り替え、レーダ用の周波数掃引、妨害や盗聴への対策を同じシステムで扱うには、信号生成・制御の高速化と構成の簡素化が課題になります。そこで、光源の波長を高速に制御し、テラヘルツ信号へ変換する方法を検討してきました。

光技術によるテラヘルツ信号の生成

高速波長可変レーザから得た光信号を、単一走行キャリアフォトダイオード（UTC-PD）でフォトミキシングし、テラヘルツ波へ変換します。レーザの波長を直接変えることで、周波数ホッピングやFMCWレーダ用の高速掃引を行い、通信信号と測距信号の同時生成を検証してきました。単一レーザや単一送信器を用いる構成では、外部変調器や複数光源を減らし、システム構成を簡素化できる可能性があります。