【終了】Beyond5Gに向けたオール光型テラヘルツ無線通信技術の開発

2020年度より、第5世代移動通信システム（５G、周波数帯28GHz）の商用サービスが日本でも開始され、超低遅延･超高速･多数同時接続を始めとした多様な５Gサービスの展開･推進が期待されている。一方、研究開発では、今から10年後にサービス開始が期待される第６世代移動通信システム（Beyond5Gまたは6G、周波数帯300GHz）に向けた研究開発が活発化している。Beyond5Gでは、5Gの特徴の更なる高度化に加え、高信頼化やエネルギー効率の向上などの新たな技術革新が期待されている。一方で、2G/3G/4G/5Gと技術革新が進んできたこれまでの無線通信とは異なり、Beyond5Gで扱う周波数帯（テラヘルツ帯）は電気的手法の技術的限界（周波数上限）に達しているため、超高周波信号の低出力化や低品質化、伝送損失の増大といった本質的問題が顕在化し始めている。

本研究クラスターでは、徳島大学のフォトニック研究シーズ群の融合により、「エレクトロニクスの限界を超えたパラダイムシフト」を引き起こし、Beyond5Gに真に資するオール光型テラヘルツ無線通信技術の創出を目指す。まず、電気的手法の周波数上限は、櫛の歯状の超離散マルチスペクトル構造を有し高品質な光周波数信号を生成可能な光周波数コム（2005年ノーベル物理学賞）と、光/テラヘルツ周波数変換の融合により、ブレークスルーする。現状のファイバー光コムは高性能であるが大型かつ高価であるため、ここでは半導体プロセスにより一括大量生産可能で超小型・低価格化が可能な最先端技術「マイクロ光コム」を開発する。このマイクロ光コムを変調･復調光源とし、光/テラヘルツ変換素子（単一走行キャリア･フォトダイオード）と融合することにより、エレクトロニクス限界に律速されないオール光型テラヘルツ無線通信ハードウェアを開発する。更に、テラヘルツ無線通信に最適化されたコヒーレント変調･復調技術を開発し、ハードとソフトの双方からテラヘルツ無線通信技術の実現を目指す。本研究テーマの推進にあたっては、ポストLEDフォトニクス研究所の強みである「テラヘルツコム」「マイクロ光コム」と、理工学部の強みである「コヒーレント光通信」を融合することにより、徳島大学における先端フォトニクスの強みを更に先鋭化するだけでなく、即効的な研究成果創出により、国内外との研究競合を勝ち抜くことを目指す。

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