発刊・体裁・価格
発刊 2025年7月末予定 定価 71,500円 (税込(消費税10％））
体裁 B5判 約400ページ ISBN 978-4-86502-288-9 →詳細、申込方法はこちらを参照
まえがき（一部抜粋）
本書ではテラヘルツ技術に特化して、今後のこの分野の目覚ましい研究・開発を後押しする書として、第１章では大きくデバイス技術としてその中の節に、イメージング技術、光源技術、アンテナ技術、機能デバイスや部品開発を、第２章では電波伝搬、第３章では測定と検出装置、第４章では電波吸収とシールド技術、第５章ではレーダや無線LANなどのシステム技術、そして第６章ではさまざまな分野におけるテラヘルツ応用技術について述べている。これらの内容には、材料定数測定などの根幹技術からその応用としての電波吸収技術やシールド技術、さまざまな光学素子を含むパッシブとアクテイブデバイスやその開発のための必須な測定装置の技術やレーダ、無線LAN、イメージングそして無線伝送などのシステム技術が網羅されている。そして、このテラヘルツ技術の今後の展望についても言及している。
このように、テラヘルツ帯における技術革新には目覚ましいものがあり、今後もさらにその利用は大きく拡大すると思われる。一例をあげると、令和７年度から新たに実施する総務省の電波資源拡大のための研究開発に関する提案の公募「研究開発課題Ⅱ 光回線を代替する高ミリ波帯固 定無線通信に関する研究開発」にすでに委託企業キーコム株式会社、国立大学法人東京科学大学と国立研究開発法人防災科学技術研究所のグループが(2025.6.13）に採択され、益々のテラヘルツ技術の発展に拍車がかかっている。このような状況において、本書がこの分野に携わる企業や大学等の技術者・研究者の皆様に対して少しでもお役にたてて頂ければ幸いである。（監修者：橋本修）
本書のポイント
★青山学院大学 名誉教授 橋本修先生監修
★次世代通信・センシングのカギを握るテラヘルツ波。
デバイスからシステム、応用事例まで、社会実装に向けた最新技術と未来展望を解説！
●テラヘルツデバイスの最先端技術と社会実装への取り組み
テラヘルツ光源、アンテナ、フィルタ、パワーアンプ、RTD発振器など、多様なデバイス技術を網羅。
小型化や高性能化、実用パッケージ化の取り組みなど、社会実装に向けた解説を多数収録。
●Beyond 5G/6Gの先を見据えた通信・レーダシステム設計
300GHz帯の無線通信、テラヘルツレーダ、次世代の気象観測、レーダテストシステムなど、
次世代の超高速・高精度通信とセンシングの基盤技術とシステム設計例を解説。
●テラヘルツ波の電波伝搬と材料評価に関するモデルと解析技術
屋内外での伝搬特性、送電線の影響、プラズモン応用、電波吸収・シールド材料の設計など、
テラヘルツ帯の伝搬環境と干渉対策を多角的に分析。高周波環境下でのシステム設計や材料開発に役立つ内容です。
●革新的な測定・評価技術と応用事例
テラヘルツ対応スペクトラムアナライザ、ネットワークアナライザ、THz-TDS、エリプソメトリ法など、
最先端の測定技術を解説。材料評価、誘電率測定、非破壊検査、劣化検出といった多様な応用例を紹介。
●メタマテリアル・バイオセンシング・新材料応用まで広がるテラヘルツ技術の可能性
テラヘルツメタマテリアルによる偏波制御・吸収体、血糖値評価やDNA解析といったバイオセンシング、
低損失材料評価、インフラ劣化検知など、テラヘルツ波の多分野応用の最前線を具体例とともに解説。
●技術課題と今後の展望を豊富に提示
各章で技術的課題、実用化への壁、将来展望に触れ、研究開発の方向性や新たなユースケースの可能性について言及。
産学官の技術者・研究者にとって、戦略的な技術開発のヒントをご提示。
監修
青山学院大学 理工学部 名誉教授 客員教授 プロジェクト教授
橋本 修 氏
執筆者一覧（敬称略）
尾内 敏彦（Tera-eyes技術研究所）
鈴木 左文（東京科学大学）
永井 正也（大阪大学）
中西 篤司（浜松ホトニクス(株)）
樫野 祐一（（株）パナソニックシステムネットワークス開発研究所）
森下 陽平（パナソニックインダストリー（株））
柴山 純 （法政大学）
河村 尚志（アンリツ(株)）
荒木 圭一（(株)ＫＲＩ）
藤島 実 （広島大学）
鶴田 一魁（ローム(株)）
西田 陽亮（ローム(株)）
多木 俊裕（富士通(株)）
河合 正 （兵庫県立大学）
深川 馨介（(株)米澤物産）
河上 敬則（(株)米澤物産）
渡邊 正 （（株）導波技術研究所）
山田 崇貴（（国研）情報通信研究機構）
宗 哲 （東洋大学）
枚田 明彦（千葉工業大学）
池田 研介（（一財）電力中央研究所）
井上 賢一（キーサイト・テクノロジー(株)）
大澤 知樹（ローデ・シュワルツ・ジャパン(株)）
桑野 玄気（（国研）産業技術総合研究所）
穂苅 遼平（（国研）産業技術総合研究所）
栗原 一真（（国研）産業技術総合研究所）
東島 侑矢（（国研）産業技術総合研究所）
木下 基 （（国研）産業技術総合研究所）
齋藤 章彦（大同特殊鋼(株)）
橋本 修 （青山学院大学）
須賀 良介（青山学院大学）
佐々木天茉（（株）ウイセラ）
前田 益利（（株）ウイセラ）
川西 哲也（早稲田大学）
寳迫 巌 （（国研）情報通信研究機構）
鈴木 洋介（キーコム(株)）
奥脇 尚哉（キーコム(株)）
藤井 秀彦（キーコム(株)）
藤林 謙治（キーコム(株)）
木暮 風太（キーコム(株)）
松井龍之介（三重大学）
水野 麻弥（（国研）情報通信研究機構）
古神 義則（宇都宮大学）
橋本 昌一（(株) アドバンテスト）
中嶋 誠 （大阪大学）
趙 梓茜 （大阪大学）
Agulto, Verdad Canila（大阪大学）
加藤 康作（大阪大学）
岩本 敏志（日邦プレシジョン(株)）
清家 瞬 （芝浦工業大学）
田邉 匡生（芝浦工業大学）
芹田 和則（早稲田大学）
目次
第1章 デバイス技術
第1節 イメージング技術
第1項 アクティブデバイス技術
1. テラヘルツ光源の概要
2. 光励起型デバイス
2.1 半導体素子型
2.2 非線形結晶素子型
3. 電流注入型デバイス
3.1 量子カスケードレーザ
3.2 共鳴トンネルダイオード発振器
第2項 半導体テラヘルツ信号源の研究開発状況および共鳴トンネルダイオードを用いたテラヘルツ信号源
1. 背景
2. RTD 構造と発振原理
3. 高周波・高出力発振
4. 機能性
5. 応用展開
第2節 光源
第1項 様々なテラヘルツ光源の特徴と開発動向
1. インコヒーレント光源
2. 真空中の電子ビームを用いた光源
3. 伝導素子を用いたレーザー励起光源
4. 非線形光学媒質を用いたレーザー励起光源
5. テラヘルツレーザー
6. テラヘルツ電子デバイス
第2項 各種テラヘルツ光源と今後のテラヘルツ光源開発について
1. 各種テラヘルツ光源
2. テラヘルツ光源に求められるもの
3. テラヘルツ光源について今後の展望
第3節 アンテナ技術
第1項 300GHz帯対応アンテナ設計と通信技術
1. 300GHz帯無線通信の課題
2. 300GHz帯無線通信向けアンテナの検討
3. カセグレンアンテナの設計
4. カセグレンアンテナの測定方法と測定結果
5. カセグレンアンテナを用いた通信技術
6. 今後の展望、他企業や研究機関に求めること
第2項 1/4波長板のFDTD解析
1. 金属膜に周期的開口をもつ1/4波長板
2. 十字開口を持つ1/4波長板
3. 長方形開口を持つ1/4波長板
第4節 機能デバイス、部材開発
第1項 テラヘルツ帯可変フィルタの設計開発
1. 導波管内の共振器構造
2. 共振器長可変型フィルタ
2.1 動作原理
2.2 試作器評価結果
3. 導波管スイッチ一体型フィルタバンク
3.1 動作原理
3.2 試作器及び評価結果
3.2.1 試作器の構造
3.2.2 S21 測定結果
第2項 インクジェット印刷ミリ波用メタサーフェスの現状とテラヘルツ対応の可能性
1. メタサーフェス反射板
1.1 メタサーフェス反射板とは
1.2 メタサーフェス反射板のユースケース
1.3 インクジェット印刷メタサーフェス反射板
1.4 メタサーフェス反射板の動作原理
1.5 インクジェット印刷メタサーフェス反射板のテラヘルツ対応の可能性
2. インクジェット印刷ミリ波用メタサーフェス反射板
2.1 インクジェット法によるメタサーフェス反射板の作製
2.2 反射特性の可視化評価
3. メタサーフェス吸収シート
第3項 CMOSを用いた300GHz帯通信の設計技術
1. CMOSで実現する300GHz通信―その仕組みと可能性
2. 300GHz帯フェーズドアレイ通信―空間電力合成による次世代技術
3. 300GHz通信のための復調回路―省電力で超高速なデータ処理を実現する技術
4. CMOSで実現する300GHz通信―課題と革新技術のまとめ
第4項 共鳴トンネルダイオードによるテラヘルツデバイスの小型化と社会実装
1. 背景：テラヘルツデバイス市場と小型化に対する期待とニーズ
2. RTD 発振器と検出器の基礎
2.1 RTDの発振器の基本設計
2.2 RTDの検出器の基本設計
3. 実用化に向けたパッケージ開発
3.1 小型パッケージ
3.2 高アンテナ利得パッケージ
3.3 導波管パッケージ
4. 社会実装に向けたRTD 評価キットの開発
5. 応用事例の紹介と今後の展望
第5項 サブテラヘルツ帯パワーアンプ向けデバイスの高性能化技術
1. サブテラヘルツ帯パワーアンプの課題
2. 化合物半導体および高電子移動度トランジスタ
3. GaN材料系を用いた100GHz帯パワーアンプ
4. InP材料系を用いた300GHz帯パワーアンプ
第6項 方形平面回路型Ｅバンド90度カプラの構成法
1. 回路構成と対称性を考慮した散乱行列の導出
2. Eバンドにおける回路設計と散乱行列
3. 電磁界シミュレーション
4. Dバンドへの拡張
第7項 伝統の組紐技術を活かしたフレキシブル導波管の研究開発
1. 技術概要
2. 開発経緯
3. 現在の取り組み内容
3.1 委託研究事業の概要
3.2 研究開発項目
3.3 研究開発内容と担当機関
3.4 成果の展開・普及（社会実装）に向けて
4. テラヘルツ帯への周波数拡大に向けて
4.1 テラヘルツ波対応に向けた材料探索
4.1.1 テラヘルツ波対応に向けた技術的課題（F 帯）
4.1.2 テラヘルツ波対応に向けた技術的課題（D 帯）
5. まとめ
第2章 電波伝播
第1節 テラヘルツ波リモートセンシングにおける電磁波伝搬モデル
1. 衛星テラヘルツ波リモートセンシングの特徴
2. 放射伝達計算
2.1 放射伝達式
2.2 スペクトル形状
2.3 分光特性カタログ情報
2.4 オープンソースモデル
3. 将来の展望
第2節 表面プラズモン伝播の基礎とTHz帯/GHz帯での応用
1. プラズモンの基礎
1.1 金属中のプラズマ
1.2 Drudeの分離式
1.3 反射率と誘電率
1.4 減衰距離
1.5 表面プラズモンを発生させる界面構造
2. プラズモンの応用
2.1 THz帯
2.2 GHz帯
第3節 テラヘルツ帯における屋外・屋内の電波伝播特性とモデル化
1. 屋外固定無線電波伝播特性
2. 室内無線電波伝播特性
第4節 電波伝搬路に存在する送電線による追加損失と計算手法
1. ミリ波テラヘルツ波を用いた未来のインフラを支える通信ネットワーク構想
2. 100 GHz の無線信号が送電線より受ける影響
第3章 測定および検出装置
第1節 テラヘルツ波に対応したスペクトラム測定
1. スペクトラムアナライザを用いたテラヘルツ波の測定
1.1 スペクトラムアナライザの基本構造
1.2 テラヘルツ波への対応
1.3 ポータブルスペクトラムアナライザ
2. 各種測定
2.1 変調信号解析
2.2 雑音指数測定
2.3 位相雑音測定
第2節 テラヘルツ波に対応したネットワークアナライザ概要と最新の測定手法
1. ネットワークアナライザを用いたテラヘルツ波の測定
1.1 VNAの基本構造
1.2 テラヘルツ波への対応
1.3 位相雑音の影響
2. ネットワークアナライザの応用測定例
2.1 ハイパワー測定
2.2 スペクトラム測定
2.3 変調信号解析
第3節 スペクトラム・アナライザのパラメータ設定と機器の選定
1. スペクトラム・アナライザとは
2. スペクトラム・アナライザの基本構造
3. スペクトラム・アナライザの設定パラメータ
4. スペクトラム・アナライザの機器の使い分け
5. テラヘルツ波測定ソリューション
第4節 ネットワーク・アナライザの校正と機器の選定
1. ベクトル・ネットワーク・アナライザとは
2. ベクトル・ネットワーク・アナライザの基本構造
3. ベクトル・ネットワーク・アナライザの動作原理
4. ベクトル・ネットワーク・アナライザの校正
5. テラヘルツ波測定ソリューション
第4章 電波吸収およびシールド技術
第1節 広帯域吸収と良好な熱応答性を両立する吸収体
1. サーマルパワーメーター
2. 従来のパワーメーター向け吸収体
3. 広帯域吸収と熱応答性の両立が困難な理由
4. 広帯域吸収と良好な熱応答性を両立する吸収体の開発
4.1 吸収機構
4.2 熱伝達機構
5. 吸収体の作製方法：光造形3D プリントおよび無電解めっき
6. 吸収特性および熱応答特性
6.1 表皮深さより薄い金属膜による吸収率の向上
6.2 金属膜による熱応答性の向上
6.3 構造最適化による熱応答性の向上
7. 今後の展望
第2節 電子機器筐体ミリ（0.1THz）用電磁波材料の設計と最新動向
1. 開発の背景
2. 電波吸収体の設計技術「高周波増幅器内の不要な電磁波結合問題及び検証実験
3. 電波吸収体以外の主な対策と設計
3.1 筐体の小型化
3.2 電子基板PCB（Printed Circuit Board）の薄厚化
3.3 電子基板PCB（Printed Circuit Board）の多層化
3.4 電波吸収体による不要な電磁波結合対策
4. 電磁波吸収体の設計
5. 電磁波吸収ゴムシートの最適設計
6. ミリ波用電波吸収体の開発例
第3節 抵抗膜を用いたテラヘルツ帯用電波吸収体
1. はじめに
2. 吸収材料
3. 設計法
3.1 基礎事項
3.2 基礎理論
3.3 λ/4 型電波吸収体
4. 0.7THz 電波吸収体
4.1 製造法
4.2 測定法
4.3 測定結果
第4節 アルミナセラミックスを用いた誘電性電波吸収体
1. 製造工程
2. 設計理論
3. アルミナでの設計、測定
4. 電波吸収量の計算について
5. 2層型電波吸収体
6. 設計理論(2層型)
7. サンプル情報
8. 設計値と測定結果(2層型)
9. 材料選択
第5章 システム技術
第1節 テラヘルツ伝送システムの設計例と実用化に向けた取り組み
1. テラヘルツ通信の背景と技術的課題
2. テラヘルツ帯の特徴
3. 風雨の影響を考慮したテラヘルツ伝送システムの設計
4. 安定性の高いテラヘルツ通信システムの設計例
5. 将来展望とまとめ
第2節 テラヘルツ波無線技術の現状と今後の展望
1. テラヘルツ波の広帯域性とその可能性
2. 小型アンテナ技術の革新
3. 伝搬特性およびシステム設計上の課題
4. アンプ（増幅器）技術とアンプを構成するデバイスの周波数依存性
5. 多彩なユースケースと応用シナリオ
6. 今後の展望と技術的挑戦
第3節 テラヘルツ波を用いたBeyond 5G通信とレーダ技術
1. 通信技術
1.1 通信技術とテラヘルツ波
1.2 テラヘルツ波と高周波コンポーネント
2. 伝送距離
第4節 テラヘルツを用いた気象レーダと性能評価システム
1. 気象レーダシステム
1.1 周波気象レーダシステム
1.2 リンクバジェット
2. レーダテストシステム
2.1 概要
2.2 動作原理
2.3 信号遅延
2.4 遅延距離の切替え
2.5 信号遅延器の2 周波数対応
2.6 ドップラーシフト
2.7 RF ヘッド方式
2.8 周波数変換
2.9 全体構成
2.10 今後の展開
第6章 分野別の応用例と適用検討
第1節 テラヘルツメタマテリアルの基礎とデバイス応用
1. テラヘルツメタマテリアルの基礎
2. テラヘルツメタマテリアルの応用
2.1 テラヘルツ波吸収体とデバイス応用
2.2 テラヘルツ波の偏波制御とデバイス応用
2.3 動作周波数の動的制御
3. テラヘルツメタマテリアルの作製技術
第2節 テラヘルツ波の生体への安全性評価に向けた基礎研究の動向
1. 生体組織におけるテラヘルツ波の吸収特性の測定方法
2. 生体組織におけるテラヘルツ波の吸収特性
3. 生体等価ファントムの作製
第3節 材料測定評価～WGモード共振器法
1. WGモード共振器
1.1 WGモード共振器の特徴
1.2 WGモード共振器による材料測定技術とその関連技術
2. WGモード共振器による誘電体円板の複素誘電率測定
3. WGモード共振器による銅張り回路基板の界面実効導電率測定
第4節 THz-TDSを用いた次世代無線通信向け材料の周波数特性評価システム
1. テラヘルツ分光の歩み
2. テラヘルツ光サンプリング法を用いたTHz-TDS の測定原理
2.1 THz-TDS の測定原理
2.2 テラヘルツ光サンプリング法の測定原理
3. テラヘルツ光サンプリング解析システム
3.1 装置概要
3.2 次世代無線通信向け材料の周波数特性評価への応用
3.3 ベクトルネットワークアナライザとの比較
4. 周波数特性測定の妥当性
4.1 透過型FSS の設計
4.2 計測システム
4.2.1 VNA システム
4.2.2 THz-TDS システム
4.3 測定結果
第5節 ミリ波帯誘電率測定手法
1. ミリ波材料について
2. 測定法の種類
3. 自由空間法
4. 導波管S パラメータ透過法
5. 開放型共振器法
第6節 テラヘルツ時間領域分光法とエリプソメトリ法を組み合わせた解析評価手法
1. テラヘルツ時間領域エリプソメトリの計測システムについて
2. テラヘルツ時間領域分光・エリプソメトリのワイドギャップ半導体評価への応用
2.1 透過型テラヘルツ時間領域分光によるZnO の評価
2.2 テラヘルツ時間領域エリプソメトリによるZnO の評価
2.2.1 時間領域波形
2.2.2 エリプソメトリックパラメータ
2.2.3 複素屈折率、複素誘電率、電気伝導率スペクトルの導出
2.2.4 半導体電気的特性の評価
第7節 自由空間法によるテラヘルツ波帯の低損失材料や繊維強化プラスチックの複素誘電率測定
1. 低損失材料の測定
1.1 測定法
1.2 測定試料
1.3 測定結果
2. 繊維強化プラスチックの測定
2.1 試料および測定法
2.2 測定結果
第8節 テラヘルツ波を用いた不純物検出
1. 水分の検出
1.1 試料および測定方法
1.2 測定結果
2. 不純物の検出
2.1 測定試料および測定方法
2.2 測定結果
3. 異物混入部のイメージング
3.1 試料および測定方法
3.2 測定結果
第9節 テラヘルツ波を用いたプラスチックの劣化検出技術
1. 広帯域におけるテラヘルツ計測技術
1.1 テラヘルツ計測によるプラスチックの素材識別
1.2 テラヘルツ物性と分子鎖の挙動
1.3 従来手法との比較
1.4 研究動向
2. テラヘルツ波を活用する劣化検出の事例
2.1 熱劣化
2.2 紫外線劣化
3. プラスチック以外に対する劣化検知の可能性
3.1 在庫管理されている原材料
3.2 インフラ構造物
第10節 テラへルツ波点光源センサーチップの開発と応用：血糖値測定およびDNA 評価への展開
1. テラへルツバイオセンシングの課題と本手法のメリット
2. 非線形効果によるテラへルツ波の発生原理
3. テラへルツ波点光源の生成
4. テラへルツバイオチップの概要
5. センシング例
5.1 ヒト血液中の血糖値評価
5.2 DNA 構造の評価
