高出力と高指向性を両立した、小型のテラヘルツデバイスを開発キヤノン

キヤノンは2023年1月16日、高い出力と指向性を両立させた小型テラヘルツデバイスを開発したと発表した。同社によると同様のデバイスでは世界最高出力となる。

テラヘルツ波は、電波と光の中間の周波数を持ち、双方の特性を併せ持つ電磁波だ。X線と異なり被ばくすることなく物体を透過できるので、人が集まる場所でのボディスキャナなどによるセキュリティ用途などへの応用が期待されている。また、次世代通信方式「6G」での活用も検討されている。

テラヘルツ波を発生させるデバイスは、高い出力を出すために発生装置が大型化するという課題があった。今回開発したデバイスは、共鳴トンネルダイオード（RTD）方式を採用することで、半導体とアンテナを一体化したアクティブアンテナからテラヘルツ波を放射することが特徴である。このため、従来方式で使用されていた逓倍器やホーンアンテナ、レンズが不要となり、発生装置において約1000分の1の小型化を実現した。

RTD方式では出力が低いことが課題であったが、今回1つの半導体チップに36個のアクティブアンテナを集積したアクティブアンテナアレイを開発。全アンテナの出力を合成することで、従来より約10倍にまで出力を高めることができた。

さらに全アンテナを同期させることで、従来の単一アンテナのデバイスと比較して約20倍の高い指向性を実現。より遠距離での撮影や通信が可能になった。

今回開発したデバイスを用いたリアルタイムの動的イメージングによって、数メートル先の人物の衣服内に隠された武器などを即座に検知できるようになる。これにより、イベント会場や遊園地などの多人数が通る場所などで、人流を止めないセキュリティ対策の実現が期待されるという。

高出力と高指向性を両立した、小型のテラヘルツデバイスを開発　キヤノン