抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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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。