FMB ダイオードはn-InGaAs/InP/n-InP 構造を基本としています。
InP系半導体では、n-InGaAsのドーパント濃度を適切に設計することでフェルミレベルを伝導体中にも設定することが可能なため、n-InGaAs/InP構造で100meV前後の低い障壁エネルギー（ΦBn）が実現できます。
この低障壁エネルギー構造により、InP上に集積化した広帯域アンテナや、TIAに代表される高速プリアンプとの間でほぼ完全なインピーダンス整合を得ることができます。
この結果、FMBダイオードモジュールでは、広帯域THz波受信と、高い電圧電流感度及び低い等価雑音パワー（NEP) 特性を両立しています。
UTCフォトミキサモジュール
フォトミキシングをベースにしたTHz波発生は、光変調信号を直接THz信号に変換したり、ASEライクなTHz波を発生できるなど優れた特徴を持っています。
単一走行キャリア（UTC)構造が持つ高速応答性と高光入力領域での線形性の良さから、UTCフォトミキサでは非常に広い帯域と高い出力のTHz波発生に大変有効なデバイスです。
NTTイノベーティブデバイスでは、矩形導波管出力型のUTCフォトミキサ、及びSiレンズを用いたアンテナ集積型UTCフォトミキサを製品化しています。
特徴
- 高効率CW・THz波発生
- 矩形導波管出力UTCフォトミキサモジュール
W-, F-, D-, J-バンドフォトミキサ4種類で75～380GHzをカバー - アンテナ集積UTCフォトミキサ(準光学タイプ)
250～3000GHz以上をカバー
仕様
| Type* | Model | Frequency | Output Power | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min | Center | Max | Unit | Min | Typ | Unit | ||
| W | IOD-PMW-13001 | 75 | 90 | 110 | GHz | -8.0 | -5.0 | dBm |
| IOD-PMF-13001 | 90 | 115 | 140 | GHz | -8.0 | -5.0 | dBm | |
| IOD-PMD-14001 | 110 | 140 | 170 | GHz | -9.0 | -6.0 | dBm | |
| IOD-PMJ-13001 | 280 | 330 | 380 | GHz | -18.0 | -11.0 | dBm | |
| A | IOD-PMAN-13001 | 300 | - | 2500 | GHz | -34.0 | -28.0 | dBm |
*) W-type is a waveguide coupled type photomixer. Output power is measured at the centre frequency.
A-type is an antenna-integrated photomixer. Output power is defined as the maximum power.
FMBダイオードモジュール
FMB ダイオードは、InP/InGaAsヘテロ構造をベースにした室温動作するショットキーバリアダイオードタイプのTHz検出器です。
ショットキーバリアダイオードでは金属/ 半導体接合による高い障壁エネルギー構造の結果、高い微分抵抗を持つダイオード特性となります。このため、低雑音かつ広帯域THz受信を実現することは困難でした。
FMBダイオードではInP/InGaAsヘテロ構造を適切に設計・製造することで、低雑音かつ広帯域THz受信特性を初めて実現しました。
特徴
FMB diode with OP Amp.
IOD-FMB-18001
IOD-FMB-18001モジュールは、自己補対ボータイアンテナを集積化したFMBダイオードチップと低雑音オペアンプを組み合わせた二乗検波用受信モジュールです。
300GHz受信において5pW/Hz0.5 以下の非常に低い等価雑音パワー（NEP) と2MV/W以上の高い電圧感度を実現しました。
1THz受信時でも、45pW/Hz0.5以下のNEPを実現します。
FMB diode with TIA
IOD-FMB-19001
IOD-FMB-19001モジュールは、自己補対ボータイアンテナを集積化したFMBダイオードチップとTIA（帯域11GHz）を組み合わせたヘテロダイン検波用受信モジュールです。
二乗検波動作では、300GHz受信において15pW/Hz 以下の低い等価雑音パワー（NEP) と17kV/W以上の電圧感度を有しています。
ヘテロダイン検波動作では、従来のショットキーバリアダイオードに比べて3桁程度低い6µWのLOパワーにおいて1.1x10 W/HzのNEPを実現しています。
仕様
| Item | Spec | |
|---|---|---|
| Model | IOD-FMB-18001 | IOD-FMB-19001 |
| Module configuration | Zero-bias FMB diode with op-amp | Zero-bias FMB diode with TIA |
| Antenna type | Self-complimentary bow-tie antenna | Self-complimentary bow-tie antenna |
| Lens type and diameter | Hyper-hemispherical (10mm dia.) | Hyper-hemispherical (10mm dia.) |
| Terahertz bandwidth | > 200GHz | > 200GHz |
| Pre amplifier type | Low-noise operational amplifier | Transimpeadance amplifier |
| Pre amplifier bandwidth | 20Hz - 15kHz | 30kHz - 11.8GHz |
| Output connector | SMA (Female) | SMPx2 (male, differential output) |
| Noise equivalent power (NEP) |
5pW/sqrt(Hz) @300GHz 45pW/sqrt(Hz) @1000GHz |
15pW/sqrt(Hz) @300GHz |
| Voltage sensitivity | 2MV/W @300GHz 0.2MV/W@1000GHz |
17kV/W @300GHz |
| Electrical power supply | DC±5V | DC+3.3V |
寸法
IOD-FMB-18001
IOD-FMB-19001
100GHz ベースバンドアンプ（IOD-AMP-100）
高周波特性に優れたInP系ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（InP HBT）ICを実装した超小型ベースバンドアンプです。300kHzから100GHzにわたり8dBの利得の超広帯域性能を確保しながら、入出力部にDCブロック機能を内蔵し、前後の機器との直接接続を可能としています。10mm角と非常に小型なパッケージに実装し、操作性に優れたプッシュオンコネクタ（G3PO互換）を用いることで、使いやすいモジュール形態としています。
- 300kHz-100GHzにわたり8dB以上の平坦な超広帯域特性
- DCブロック内蔵
- 10㎜角の超小型パッケージおよびプッシュオンコネクタ（G3PO互換）
220-320GHz帯 電力増幅器（IOD-PA-J）
高周波特性に優れたInP系ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（InP HBT）ICを実装した電力増幅器です。J帯と呼ばれる超高周波数帯域（220-320GHz）において10dBの電力利得と8dBの飽和出力を実現しています。
入出力部にWR-03導波管が接続可能な使いやすいモジュール形態となっています。
- J帯（220-320GHz）において10dB以上の電力利得と8dBm以上の飽和出力を実現
- WR-03導波管出力対応モジュール
100GHz AMUX（IOD-AMUX-100）/ ADEMUX（IOD-ADEMUX-100）
高周波特性に優れたInP系ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（InP HBT) ICを実装したアナログマルチプレクサ（AMUX）、アナログデマルチプレクサ（ADEMUX) です。AMUXは2つのDACからの出力信号を線形に合成することでDACの2倍の帯域でのD/A変換を、ADEMUXは広帯域信号を2つの1/2倍の帯域の信号に線形に分離することで、ADCの２倍の帯域でのA/D変換を可能とします。
これらの利用により100GHz帯域超でのD/A変換、A/D変換を実現することが可能となり、任意波形発生器やBit Error Tester（BERT）などの超高速計測器への応用や、200GBd級の光通信への応用が期待されます。
Bandwidth extension (up to 110 GHz)
- 平坦な超広帯域特性
- 100GHz級のD/A・A/D変換のアナログ帯域拡張を実現
仕様一覧
| Operation Frequency (GHz) | Gain / Loss (dB) | Output power (dBm) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Center | Max. | Min. | Typ. | Max. | Typ. | |
| IOD-AMP-100 | 0.03 | 55 | 110 | 6 | 8 | 10 | 10 |
| IOD-PA-J | 220 | 270 | 320 | 10 | 20 | 23 | 9 |
| IOD-AMUX-100 | DC | 50 | 100 | -1 | - | ||
| IOD-ADEMUX-100 | DC | 50 | 100 | -1 | - | ||