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J-GLOBAL ID：201302214220956207   整理番号：13A0980128

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 6.光分野におけるシミュレーション技術とデバイス解析への応用

著者 (2件)： 柴山純 (法政大 理工) ,  齊藤晋聖 (北大 大学院情報科学研究科)
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： 406-410  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： 光デバイスの小形化,高性能化,低消費電力化をすすめるのに,デバイスシミュレーション技術が,その研究開発を支える基盤技術の一つとなっている。ここでは,光導波路・光デバイスの設計や解析にしばしば利用されるシミュレーション技術とその応用例を紹介する。1)ビーム伝搬法:光の伝搬方向に屈折率が徐々に変化していく北デバイスの解析にはビーム伝搬法(BPM)が広く用いられている。BPMは数千波長に及ぶ光導波路中の光波伝般を精度良く追跡できる。伝搬軸を虚数に選ぶことで導波路断面の任意の固有モードを計算できるようにした方法は虚軸BPMと呼ばれ,種々の光導波路の固有モード解析に利用されている。2)FDTD法:屈折率変化が大きく反射波が生じる場合は,有限差分時間領域(FDTD)法が好適である。パルス励振を用いれば,一度の計算で光デバイスの周波数応答も算出できる。3)有限要素法:周波数領域での光デバイス解析においては,有限要素法(FEM)も広く用いられている。特に,FEMは,複雑な断面形状を正確にモデリングできることや,領城分割の粗密をデバイス形状に応じてアダプテイブに変化させることが可能であり,導波路の不連続部分が存在するデバイスの伝搬解析においても反射波を考慮することができる。これらのシミュレーション技術にはそれぞれ特徴があるので,解析するデバイスの特性を吟味し適切に使い分ける必要がある。

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 ,  光導波路 ,  光伝搬 ,  *数値解析 ,  有限差分時間領域法 ,  有限要素法 ,  回路解析 ,  *計算機利用 ,  *利用
準シソーラス用語： *デバイスシミュレーション ,  ビーム伝搬法 ,  FDTD法

分類 (3件)： CAD,CAM  (JE10000A) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H) ,  光集積回路,集積光学  (BD06050D)

引用文献 (19件)：

• YAMAUCHI, J. Beam-propagation analysis of optical fibres by alternating direction implicit method. Electron. Lett. 1991, 27, 18, 1663-1665
• YAMAUCHI, J. Propagating Beam Analysis of Optical Waveguides. 2003
• SHIBAYAMA, J. Reformulation of the ADI-BPM using a fundamental scheme. IEICE Electron. Express. 2012, 9, 5, 365-370
• SHIBAYAMA, J. Simplified algorithms for the full-vectorial ADI-BPM using a fundamental scheme. IEEE Photonics Technol. Lett. 2013, 25, 2, 147-150
• SAITOH, K. Full-vectorial imaginary-distance beam propagation method based on a finite element scheme : application to photonic crystal fibers. IEEE J. Quantum Electron. 2002, 38, 7, 927-933

タイトルに関連する用語 (7件)： マイクロ波 ,  光デバイス ,  シミュレーション ,  進展 ,  シミュレーション技術 ,  解析 ,  応用