![Page 1: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/1.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 1
電波天文におけるテラヘルツ技術の重要性とアルマでのテラヘルツ
デバイスの進展
情報通信研究機構 テラヘルツ研究センター国立天文台 チリ観測所
鵜澤佳徳
![Page 2: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/2.jpg)
内容
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 2
電波天文とALMA望遠鏡ALMAフロントエンドシステムBand 10受信機システムと性能試験観測結果例今後の展望
![Page 3: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/3.jpg)
宇宙からのテラヘルツ波をセンシング(電波天文学)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 3
![Page 4: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/4.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 4
電波天文観測で取得される情報Observation
観測波長ミリ波・サブミリ波 (0.3 mm-10 mm)
アプリケーション・電波天文・情報通信・大気観測・イメージング
観測する情報: 電波∈電磁波周波数f、位相φ,強度A,空間r ,偏波などの情報を解析.
電場 E
磁場 Hz
![Page 5: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/5.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 5
電波望遠鏡開発の歴史とALMA
• 1931年のカール・ジャンスキー氏による宇宙電波発見以来,電波天文学は電波写真の解像度・感度との戦い(可視光と比較して弱点)であった。
=>その集大成がALMA
![Page 6: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/6.jpg)
2016 March 17-18 Spain-Japan Joint Workshop on MM-wave and THz 6
– The number of antennas:66 (12 m x 54, 7m x 12)– Angular Resolution:0.01 arcsec (10 times better
than the Hubble Space Telescope)– Sensitivity: About 30 to 100 times better than
current radio telescopes.
Performance
Credit: Clem & Adri Bacri-Normier (wingsforscience.com)/ESO
![Page 7: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/7.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 7
Operation Support Facility (OSF)
Remotely operated fromOSF Control room (2900 m)
At AOS (5000m)
![Page 8: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/8.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 8
Overview of the ALMA project
• International Project− 20 countries (Japan, Taiwan, Korea, U.S., Canada, 16
European nations, and Chile)− Constructed
in Chile− 4 regions East Asia
NAOJ North America
AUI/NRAO Europe
ESO Chile
Joint ALMA Observatory (JAO)
![Page 9: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/9.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 9
offers the exceptionally dry and clear sky required to operate at millimeter and submillimeter wavelengths.
Overview of the ALMA project
• Location
![Page 10: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/10.jpg)
Observation
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 10
Band 1 Band 6Band 2 Band 7Band 3 Band 8Band 4 Band 9Band 5 Band 10
Band 1 Band 6Band 2 Band 7Band 3 Band 8Band 4 Band 9Band 5 Band 10
Covers atmospheric windows of 31.5-950 GHz by 10 receiver bands.
10 Rxs in ALMA cryostat
Correlator
Antennas
Band 2 is to be decided.
Credit: Mabuchi design office
Image
Credit: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)Credit: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)
![Page 11: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/11.jpg)
光技術による基準信号
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 11
![Page 12: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/12.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 12
Proto-planetary disks observationSimulation
Conventional radio telescope
ALMA(at Band 10)
![Page 13: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/13.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 13
The latest real observation imageNov 06, 2014
Revolutionary ALMA Image Reveals
Planetary Genesis(Band 6 was used)
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Band 10 can achieve 3.5 times better
resolution !!おうし座HL星を取り巻く塵の円盤円盤にいくつもの隙間が見える。
惑星が成長している証拠?
![Page 14: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/14.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 14
惑星の誕生現場に「糖」を発見今まさに惑星が作られつつある領域に、最も単純な糖類分子(グリコールアルデヒド)を初めて発見。
生命とかかわりの深い分子が、惑星が作られる領域にあることがわかった。↓
分子は惑星に降り積もっていく。「地球生命の起源は宇宙?」という疑問の答えを考えるヒント。へびつかい座の星形成領域の赤外線
写真。左の四角の中に、今回糖が発見された惑星誕生現場がある。
Jørgensen et al. Astrophysical Journal Letters 2012
![Page 15: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/15.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 15
Band 10 major technical specifications
Item Specification1. Observation frequency 787-950 GHz (above the gap freq. of Nb!!)2. Cartridge IF output 4-12 GHz for DSB3. Receiver noise
performance< 230 K (5 hf/kB) (over 80% of 787-905 GHz) < 344 K (full band)
4. IF ripple < 4.0 dB/2 GHz, <6.0 dB/8 GHz5. Gain compression < 5% between 77 and 373 K6. Amplitude stability 0.05 and 100 sec < 4.0 x 10-7
300 sec < 3.0 x 10-6
7. Signal path stability < 3 degree/5 minutes8. RF aperture efficiency > 80% at the subreflector9. Beam squint separation < 10% FPBW on the sky10. Polarization efficiency > 99.5% (23 dB)
![Page 16: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/16.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 16
Noise spec. and superconducting technol.
NbTiNQuartz
Nb Junction
SiO2Aluminum
Quartz
Nb Nb Junction
SiO2
1
10
100
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4Loss
[dB/
wav
elen
gth]
Frequency [THz]
Nb/Nb
Al/NbTiN
Al/Al
0 200 400 600 800 10000
100200300400500600
Schottkydiodemixers
9
Rec
eive
r noi
se te
mp.
(K)
Frequency (GHz)
3hf/kB
Band 10
876543
All Nb
Nb gap frequency
Nb junctions, Al/NbTiN hybridmicrostriplines
Below 700 GHz 700-1000 GHz
Loss in transmission lines
SIS mixer device structure
![Page 17: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/17.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 17
Band 10 major technical specifications
Item Specification1. Observation frequency 787-950 GHz (above the gap freq. of Nb!!)2. Cartridge IF output 4-12 GHz for DSB3. Receiver noise
performance< 230 K (5 hf/kB) (over 80% of 787-905 GHz) < 344 K (full band)
4. IF ripple < 4.0 dB/2 GHz, <6.0 dB/8 GHz5. Gain compression < 5% between 77 and 373 K6. Amplitude stability 0.05 and 100 sec < 4.0 x 10-7
300 sec < 3.0 x 10-6
7. Signal path stability < 3 degree/5 minutes8. RF aperture efficiency > 80% at the subreflector9. Beam squint separation < 10% FPBW on the sky10. Polarization efficiency > 99.5% (23 dB)
![Page 18: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/18.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 18
Schematic diagram of receiver
SISMixer
IF System
LocalOsc.
RFOptics
fLO:799-938 GHz
fS:787-950 GHzRF Signal
fIF =|fLO- fS|: 4-12 GHzIF Output
Temp.: tINLoss: LIN
Noise Temp.: TMIXConv. Loss: LMIX
Noise Temp.:TIFGain: GIF
Receiver noise temperature: TRX
TRX = tIN(LIN-1) + LINTMIX + LINLMIXTIF < 230 K
超高周波半導体技術、超伝導技術が不可欠
![Page 19: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/19.jpg)
ALMA receivers
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 19
![Page 20: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/20.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 20
バンド10
バンド9
バンド7
バンド8
Millimeter-wave sources (NRAO)
![Page 21: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/21.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 21
Verification at OSF (2900 m)
![Page 22: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/22.jpg)
Block diagram
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 22
![Page 23: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Wire grid
4K stage
15K stage
110K stage
300K inside dewar
300K outside dewar
Window and
IR filters
Pol. 1
Pol. 0
x3
x3
SIS Mixer
Wband Osc.
SIS MIXER
x3multiplier
x3multiplier
DC Bias
LO:799-938GHz
IF: 4-12GHz
IF:4-12GHz30
0K B
ase
Plat
e
RF
LO IF
IF
LO
RF P1 OUTPUT
LO cont.
P0 OUTPUT
DC cont.
LO:7
99-9
38GH
z
RF:787-950GHz
88.7-104.3GHz
Cartr
idge
I/F
RF signal path
Mirror 1
Mirror 2
Wire grid
Mixer P0
Mixer P14-12GHz
Cryo. Isolator
4-12GHz
Cryo. Low Noise Amplifier
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館
![Page 24: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/24.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 2424
Wire grid
4K stage
15K stage
110K stage
300K inside dewar
300K outside dewar
Window and
IR filters
Pol. 1
Pol. 0
x3
x3
SIS Mixer
Wband Osc.
SIS MIXER
x3multiplier
x3multiplier
DC Bias
LO:799-938GHz
IF: 4-12GHz
IF:4-12GHz
300K
Bas
e Pl
ate
RF
LO IF
IF
LO
RF P1 OUTPUT
LO cont.
P0 OUTPUT
DC cont.
LO:7
99-9
38GH
z
RF:787-950GHz
88.7-104.3GHz
Cartr
idge
I/F
Nonupler
4K stage
110K stage
LO mirror 3
LO mirror 3
LO mirror 4
LO mirror 4 799-938GHz
15K stage
88.7-104.3GHz
![Page 25: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/25.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 2525
Mixer block
LO horn
13dB coupler
RF
LO
LO horn
RF horn
Port 1 Port 2
Port 3Port 4
RF in
LO in
Mixer chip
Termination
100 µm
Port 1
Port 4
RF in
LO in
RF
LO
100 µm
SIS device
Terminator
![Page 26: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/26.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 2626
Mixer chip
JC~10 kA/cm2
![Page 27: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/27.jpg)
超伝導集積回路
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 27
![Page 28: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/28.jpg)
高出力ミリ波源
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 28
CREDIT: NRAO/AUI/NSF
YTO
AMC
PAM. Morgan, et al, IEEE Int. Microwave Symp. Dig., June 2005
YTO AMCPA
x2 x3
![Page 29: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/29.jpg)
開発されたMMICチップ
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 29
2 mm
UMS BES Shottky-Diode MMIC process
2 mm
BAE Systems,70-nm gate-length GaAs MMIC process,M. Morgan et al, IEEE Int. Microwave Symp. Dig., June 2009
IN OUT 0
OUT 1
![Page 30: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/30.jpg)
超低雑音マイクロ波MMIC技術
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 3030
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Frequency (GHz)
Noi
se T
emp(
K)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Gai
n[dB
]
Bias1 Noise Bias 2 NoiseBias1 Gain Bias2 Gain
4-12GHz LNA #111D at 16K MMIC WBA13 R2C1M0 CIT-4254-077
Bias 1: Vd=1.2V, Id=20mA , Vg1=2V, Vg2=2VBias 2: Vd=1V, Id=10mA , Vg1=1.7V, Vg2=1.7V
Date : JAN-11-2007
カリフォルニア工科大学 Weinreb教授が設計MMICをノースロップグラマン社が製造
![Page 31: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/31.jpg)
Use of THz-TDS system
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 31
Terahertz Time Domain Spectroscopy– Amplitude & Phase in Transmission can be obtained by
FFT from the time domain waveform.
![Page 32: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/32.jpg)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 32
Mixer chip
Waveguide
300 µmBondingwires
Quartz substrateAl, NbTiN
Quartz vacuum window with AR coarting
IR filters (Mupor)
0.5 1.0 1.5 2.0 2.50
1
2
3
4
Measured (σ1, σ2) M-B (σ1, σ2) M-B with τS (σ1, σ2)
σ 1, σ 2 (
x 10
6 Ω-1m
-1)
Frequency (THz)
σsuper = σ1 - iσ2
Material characterization by THz-TDS
![Page 33: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/33.jpg)
量産した受信機と雑音性能
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 33
73台をチリに出荷
800 820 840 860 880 900 92050100150200250300350400
3hf/kB
Min-to-Max Spec 100% Average Spec 80%
DSB
noise
tem
pera
ture
(K)
LO frequency (GHz)
73 receivers (146 IF outputs)
全てで仕様を達成
![Page 34: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/34.jpg)
Noise performance status
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 34
0 200 400 600 800 10000
200
400
600
800
1000
1200
Schottkydiodemixers 9
DSB
noi
se te
mpe
ratu
re (K
)
LO frequency (GHz)
NAOJ (Nb) NRAO (Nb) IRAM (Nb) SRON (Nb) SRON (NbTiN) Caltech QO (NbTiN) NAOJ (NbTiN)
3hν/kB
Band 10876543
Best in the world !!
![Page 35: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/35.jpg)
First light (2012 Nov.)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 35
![Page 36: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/36.jpg)
First fringes (2013 Oct.)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 36
Spectrum and phase from Orion KL
Birth of Highest Frequency Radio Interferometer
![Page 37: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/37.jpg)
First image (2014 Sept.)
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 37
The planet Uranus taken with the ALMA Band10 receivers
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
![Page 38: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/38.jpg)
ALMAの弱点
• 視野が非常に狭い(高解像度ゆえ)ため、マッピングに長い観測時間を要する。
• 最新の超高速無線通信技術で克服できないか?
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 38
![Page 39: 電波天文におけるテラヘルツ技術 の重要性とアルマでの …ile.acweb-design.com/jp/collab/ilesymposium/2016/report/uzawa.pdf · Band 2 Band 7 Band 3 Band 8 Band](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021817/5a9e06057f8b9adb388d4066/html5/thumbnails/39.jpg)
情報通信と天文観測の方向性
• 実は共に電磁波に乗せた(乗った)大容量の情報を高速で取り扱いたい。
– 高周波化
– 多ピクセル化
– 広帯域化
2016 April 20 レーザー研シンポジウム 大阪大学銀杏会館 39
共通のトレンド
最新のフォトニクス技術、半導体および超伝導エレクトロニクス技術などを融合した革新的な観測装置の実現