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J-GLOBAL ID：201302205722240079   整理番号：13A0980126

マイクロ波・光デバイス分野におけるシミュレーション技術の進展 4.シミュレーションを用いたマイクロ波・光デバイスの自動最適設計技術

著者 (1件)： 辻寧英 (室蘭工大 大学院工学研究科)
資料名： 電子情報通信学会誌  (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers)
巻： 96  号： 6  ページ： 396-400  発行年： 2013年06月01日 
JST資料番号： F0019A  ISSN： 0913-5693  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 近年の数値シミュレーション技術の進展により,デバイスの動作特性を精度良く評価できるようになってきた。次なる目標として,計算機シミュレーションを利用した自動最適設計法の研究が盛んになっている。本稿では,そのなかから,マイクロ波・光デバイスの自動最適設計法として,構造のトポロジーまで最適化可能なトポロジー最適化と遺伝的アルゴリズムを取り上げ,光デバイスの最適設計例を紹介する。1)トポロジー最適化:設計領域内の構造(ここでは屈折率分布)を幾つかの数値パラメータを用いて表現し,そのパラメータの変化に対する特性の変化(感度)を随伴変数法(AVM)により効率的に求め,その結果に基づいて各パラメータを更新することで特性が改善する方向に最適化領域内の屈折率分布を更新する。これを繰り返していくことで最終的に目的とする特性を実現するデバイス構造を見いだすことができる.2)遺伝的アルゴリズム(GA):設計領域内の構造(ここでは屈折率分布)を幾つかの数値パラメータを用いて表現し,それらを遺伝子情報として表す。そして,GAにより交差と淘汰による選択を行う。これを繰り返していくことで最終的に目的とする特性を実現するデバイス構造を見いだすことができる。GAは汎用的な最適化法であり,トポロジー最適化では初期構造を反映した比較的単純な構造が得られるが,GAでは複雑な構造が得られる。このようなシミュレーション技術と最適設計法の進展により,高性能なマイクロ波・光デバイスの開発が期待されている。

シソーラス用語： *計算機シミュレーション ,  *CAD【計算機】 ,  マイクロ波集積回路 ,  光集積回路 ,  技術展望 ,  *最適設計 ,  *自動設計 ,  最適化 ,  遺伝的アルゴリズム
準シソーラス用語： *デバイスシミュレーション ,  トポロジー最適化

分類 (2件)： CAD,CAM  (JE10000A) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H)

引用文献 (8件)：

• 薮哲郎. 理想フィールド法を用いた三次元広角Y分岐光導波路の設計. 信学論 (C). 2005, J88-C, 6, 444-448
• SAKAMAKI, Y. New optical waveguide design based on wavefront matching method. J. Lightwave Technol. 2007, 25, 11, 3511-3518
• SHEN, L. Design of two-dimensional photonic crystals with large absolute band gaps using a genetic algorithm. Phys. Rev. B. 2003, 68, 035109
• JIANG, J. Parallel microgenetic algorithm design for photonic crystal and waveguide structures. Opt. Lett. 2003, 28, 23, 2381-2383
• 野村壮史. FDTD法を用いたトポロジー最適化によるアンテナ設計手法. 信学論 (B). 2006, J89-B, 12, 2196-2205

タイトルに関連する用語 (5件)： マイクロ波 ,  光デバイス ,  シミュレーション ,  進展 ,  最適設計