進行波型トランジスタ上の散逸ソリトンを用いた短パルス生成制御に関する研究

行波晶体管耗散孤子短脉冲产生控制研究

基本信息

批准号：
20K04606
负责人：
楢原浩一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kanagawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04606/
关键词：
非線形発振器相互同期散逸ソリトントポロジカル欠陥自発的対称性の破れ分岐解析注入同期位相雑音非線形パルス相互作用進行波型トランジスタトンネルダイオード発振器結合系同期現象進行波型FET 発振器

项目摘要

当期における実績の第一はトンネルダイオード（TD）発振器リング内の回転進行波パルスの相互作用に関する。ループ内の回転進行波パルス位置は相互作用によってわずかに振動し、多相発振器として機能させる場合，出力スペクトルにおいてパルスの回転に対応するピークの周囲にスプリアスを与える。支配方程式に縮約理論を適用し、パルス位置振動周波数と極性の定量化に成功した。関連して振動に関わるスプリアスピーク除去スキームを考案し実証した。第二は2つのTD発振器ループの結合系に関する。それぞれに誘起される進行波パルスは相互同期によって一定の位相差で回転を開始する。同相ならびに逆相回転パルスの同期特性を分岐解析によって定量化した。同相回転パルスは結合強度によらず許容されるが、逆相回転パルスは弱結合時ほど顕在化する。さらに、逆相パルスは対称性の破れによってバイアス電圧によって位相差が連続的に変化する解に至る。これらについて、テスト回路により実証した。第三はTD発振器リングにおけるトポロジカル欠陥の力学的挙動に関する。分岐解析によりシンク・ソース対を許さないバイアス電圧が存在することを明らかにし、このような電圧では、回転パルスの転位の形状を持つトポロジカル欠陥が生成されることを示した。このトポロジカル欠陥は、回転パルスと反対方向に移動する。さらに前者は後者とサブハーモニック同期する。その実証に成功した。これら帰結のTWFETによる実装の可能性を議論した。閉じたTWFETに回転進行波パルスを誘起し、パルス間相互作用の定量化を分岐解析により実施した。TD発振器ループとは異なり振動は生じないため、発振器応用に対しては素性がよい。

该术语的第一个成就涉及隧道二极管 (TD) 振荡器环内旋转行波脉冲的相互作用。环路内的旋转行波脉冲位置由于相互作用而轻微振荡，并且当用作多相振荡器时，在与输出频谱中脉冲的旋转相对应的峰值周围产生寄生信号。通过将约简理论应用于控制方程，我们成功地量化了脉冲位置振动频率和极性。与此相关，设计并演示了与振动相关的杂散峰值去除方案。第二个涉及两个 TD 振荡器环路的耦合系统。由于相互同步，分别感应的行波脉冲开始以恒定相位差旋转。通过分岔分析量化同相和反相旋转脉冲的同步特性。无论耦合强度如何，都允许同相旋转脉冲，但耦合越弱，反相旋转脉冲就越明显。此外，反相脉冲导致相位差由于对称性破缺而根据偏置电压连续变化的解决方案。这些都使用测试电路进行了验证。第三个问题涉及 TD 振荡器环中拓扑缺陷的机械行为。分岔分析揭示了不允许汇-源对存在的偏置电压的存在，并表明在这种电压下，会产生具有旋转脉冲位错形状的拓扑缺陷。该拓扑缺陷沿旋转脉冲的相反方向移动。此外，前者与后者是分谐波同步的。我们成功地证明了这一点。讨论了使用 TWFET 实现这些结果的可能性。在封闭的 TWFET 中感应出旋转行波脉冲，并通过分叉分析量化脉冲之间的相互作用。与TD振荡器环路不同，不会发生振动，因此适合振荡器应用。