Construction of design methods using characteristics of bi-directional beam propagation method for optical circuit components

利用双向光束传播方法的特点构建光路元件设计方法

基本信息

批准号：
22K14296
负责人：
井口亜希人
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年，爆発的に増大する通信需要に対応するため，通信ネットワークの根幹である光通信システムのさらなる高速化・大容量化・低消費電力化が要請されている．そのような背景のもと，電磁波・光信号の処理システムにおける最も基本的な要素である電磁波・光回路デバイスの極限までの小型化・高性能化が追及されている．回路要素の設計において，数値シミュレーションによる検討は不可欠な工程となっている．デバイスの最適設計では，デバイス構造の局所的な変化と数値シミュレーションを何度も繰り返して要求を満たす構造を見出す．新規デバイスの開発にあたり，納期の限られた設計現場などで要求された機能を満足するようなデバイスを速やかに見出すために，最適設計のさらなる効率化・高速化が求められている．本研究は，高速最適設計基盤の確立を目的として，数値計算手法として双方向ビーム伝搬法に着目し，本計算手法の特徴を活用した最適化法の開発を目指している．本年度は，はじめに，双方向ビーム伝搬法を活用した最適化法の有効性の調査を行った．調査の一環として，完全導体板で挟まれた誘電体線路のためのフルベクトル双方向ビーム伝搬法を新たに開発し，既存の解析手法との比較を通して，特に長手方向に一様な構造を多く含む回路素子や周期性のある素子に対して有効であることを見出した．本成果は国内学会で報告し，その後，論文として取りまとめ，現在，国際的な雑誌に投稿中である．

近年来，为了满足爆炸性增长的通信需求，人们对光学通信系统的进一步速度，大容量和降低功耗的需求，这是通信网络的核心。在这种背景下，电磁波和光电路设备的最基本要素是电磁波和光学信号处理系统的最基本要素，它正被追捕到小型化和性能的范围。在电路元素的设计中，检查数值模拟是一个必不可少的过程。在最佳设备设计中，一遍又一遍地重复设备结构的局部变化和数值模拟，以找到满足要求的结构。在开发新设备时，需要进一步提高最佳设计的效率和速度，以便快速找到满足交付时间有限的设计站点所需功能的设备。这项研究旨在建立一个高速最佳设计基础，重点是双向光束传播作为数值计算方法，并旨在开发一种利用该计算方法特征的优化方法。今年，我们首先研究了利用双向光束传播的优化方法的有效性。作为研究的一部分，我们开发了一种新的全矢量双向光束传播方法，用于夹在完全导体平板之间的介电线，并通过将其与现有分析方法进行比较，我们发现它对于在纵向方向和周期元素中具有许多均匀结构的电路元件特别有效。这一发现是在一个日本社会中报道的，随后被汇编为论文，目前已提交给国际杂志。

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

構造の単純化を考慮した関数展開法に基づくトポロジー最適設計に関する研究

考虑结构简化的基于函数展开法的拓扑优化设计研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
X. Han;K. Tsushima;M. Sato;T. Shirai;M. Sato;S. Ito;T. Ishizaki;K. Shibukawa;K. Agata and K. Shimomura;稗田直哉，井口亜希人，辻寧英，森本佳太，柏達也;丸山皓貴，井口亜希人，辻寧英，柏達也
通讯作者：
丸山皓貴，井口亜希人，辻寧英，柏達也

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