JP2015180047A - 素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発振器は、テラヘルツ波を発振又は検出する素子であって、微分負性抵抗素子101、第1の導体103、第2の導体104、誘電体105a、を有する共振部102と、微分負性抵抗素子にバイアス電圧を供給するバイアス回路120と、共振部とバイアス回路とを接続する線路108と、を有し、微分負性抵抗素子と誘電体とは、第1の導体と第2の導体との間に配置されており、線路は、線路のインダクタンスと共振部の容量とによる共振の周波数fLCにおいて、微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の絶対値を基準とした低インピーダンス線路である。
【選択図】 図1
Description
Re[YRTD]+Re[YANT]≦0 (1)
Im[YRTD]+Im[YANT]=0 (2)
本実施例に係るテラヘルツ波を発振する素子である発振器200の構成について、図3を参照して説明する。図3は、発振器200の構成を説明する図である。発振器200は、発振周波数fTHz=0.45THzを発振させる素子である。本実施例では微分負性抵抗素子201として共鳴トンネルダイオード(RTD)を用いている。本実施例で用いたRTD201は、例えば、InP基板230上のInGaAs/InAlAs、InGaAs/AlAsによる多重量子井戸構造とn−InGaAsによる電気的接点層を伴って構成される。
・GaAs基板上に形成したGaAs/AlGaAs/及びGaAs/AlAs、InGaAs/GaAs/AlAs
・InP基板上に形成したInGaAs/AlGaAsSb
・InAs基板上に形成したInAs/AlAsSb及びInAs/AlSb
・Si基板上に形成したSiGe/SiGe
実施例2では、実施例1の発振器200の変形例1〜3の素子について、図4〜図8を参照して説明する。まず、変形例1の素子としての発振器300の構成を、図4を参照して説明する。図4は、発振器300の構成を説明する図である。発振器300は、発振器200と同じく発振周波数fTHz=0.45THzを発振させる発振器である。発振器300は、共振部302の形態が発振器200と異なる。また、発振器300は、線路308の形態が実施例1の発振器200と異なる。線路の形態は、必要に応じて適宜設計すればよい。その他の構成は発振器200と同じなので、詳細な説明を省略する。
101 微分負性抵抗素子
102 共振部
103 パッチ導体(第1の導体)
104 接地導体(第2の導体)
105a 第1の誘電体(誘電体)
105b 第2の誘電体
108 線路
120 バイアス回路
Claims (17)
- テラヘルツ波を発振又は検出する素子であって、
微分負性抵抗素子、第1の導体、第2の導体、誘電体、を有する共振部と、
前記微分負性抵抗素子にバイアス電圧を供給するバイアス回路と、
前記共振部と前記バイアス回路とを接続する線路と、を有し、
前記微分負性抵抗素子と前記誘電体とは、前記第1の導体と前記第2の導体との間に配置されており、
前記線路は、前記線路のインダクタンスと前記共振部の容量とによる共振の周波数をfLCとすると、前記周波数fLCにおいて、前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の絶対値を基準とした低インピーダンス線路である
ことを特徴とする素子。 - テラヘルツ波を発振又は検出する素子であって、
微分負性抵抗素子、第1の導体、第2の導体、誘電体、を有する共振部と、
前記微分負性抵抗素子にバイアス電圧を供給するバイアス回路と、
前記共振部と前記バイアス回路とを接続する線路と、を有し、
前記微分負性抵抗素子と前記誘電体とは、前記第1の導体と前記第2の導体との間に配置されており、
前記バイアス回路は、前記微分負性抵抗素子と並列に接続された抵抗を含み、
前記線路は、前記線路の長さをd1、前記微分負性抵抗素子から前記抵抗までの長さをd2とすると、波長が4×d1以上4×d2以下の周波数をfLCとすると、前記周波数fLCにおいて、前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の絶対値を基準とした低インピーダンス線路である
ことを特徴とする素子。 - 前記周波数fLCにおける前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗を基準とした前記線路のインピーダンスは、前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の絶対値の10倍以下である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の素子。 - 前記周波数fLCにおける前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗を基準とした前記線路のインピーダンスは、前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の絶対値以下である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の素子。 - 前記周波数fLCにおける前記線路の誘電損失は、微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の逆数の絶対値の1/10以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の素子。 - 前記周波数fLCにおける前記線路の誘電損失は、微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の逆数の絶対値以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の素子。 - 前記周波数fLCにおける前記線路の特性インピーダンスは、前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の絶対値の10倍以下である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の素子。 - 前記周波数fLCにおける前記線路の特性インピーダンスは、前記微分負性抵抗素子の微分負性抵抗の絶対値以下である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の素子。 - 前記微分負性抵抗素子のアドミタンスの実部をRe[YRTD]、前記第1の導体と前記第2の導体と前記誘電体とを含む共振器のアドミタンスの実部をRe[YANT]とすると、前記テラヘルツ波の共振周波数をfTHzとすると前記共振周波数fTHzにおいて、
Re[YRTD]+Re[YANT]≦0
を満たし、前記周波数fLCにおいて、
Re[YRTD]+Re[YANT]>0
を満たす
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の素子。 - 前記線路は、第3の導体と第4の導体と、前記第3の導体と前記第4の導体との間に配置されている誘電体と、を有し、
前記線路の前記誘電体の厚さは、前記共振器の前記誘電体の厚さより薄い
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の素子。 - 前記線路の前記誘電体の厚さは、0.001μm以上1μm以下である
ことを特徴とする請求項10に記載の素子。 - 前記テラヘルツ波の波長をλTHzとすると、前記線路の長さは、λTHz/4以上である
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の素子。 - 前記共振部と前記線路とは、前記共振部に定在している前記テラヘルツ波の電界の節で接続している
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の素子。 - 前記線路は、マイクロストリップラインを含む
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の素子。 - 前記バイアス回路は、シャント抵抗とデカップリング容量とを有し、
前記線路は、前記共振部と前記デカップリング容量との間に接続されている
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載の素子。 - テラヘルツ波を発振又は検出する素子であって、
微分負性抵抗素子と、第1の導体と、第2の導体と、第1の誘電体と、を有する共振部と、
シャント抵抗とデカップリング容量とを有し、前記微分負性抵抗素子にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路と、
前記共振部と前記デカップリング容量とを接続する線路と、を有し、
前記微分負性抵抗素子と前記第1の誘電体とは、前記第1の導体と前記第2の導体との間に配置されており、
前記線路は、第3の導体と、第4の導体と、前記第3の導体と前記第4の導体との間に配置されている第2の誘電体と、前記第1の導体と前記第3の導体とを電気的かつ物理的に接続する第5の導体と、を有し、
前記第2の誘電体の厚さは、前記第1の誘電体の厚さより薄い
ことを特徴とする素子。 - 前記線路は、前記周波数fLCにおいて損失性の線路である
ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載の素子。
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