光通信の高速大容量化を目指して，小型で高性能な光デバイスの開発が活発に行われている．目的とする特性を実現する構造のデバイスを自動最適設計できれば設計者の経験に依存せずに高性能な光デバイスを実現できる可能性がある．本研究では，関数展開法に基づくトポロジー最適化をTE，TM 両方の偏波に対して適用し，偏波無依存化素子，偏波分離素子の最適設計について検討を行っている．数値解析に有限要素法，感度解析に随伴変数法を用い，設計領域内の構造の表現には関数展開法を用いたトポロジー自動最適設計法の検討を行なっている．
In recent years, high performance and compact photonic devices are intensively developed to realize large capacity photonic network. In order to develop novel photonic devices, several kinds of optimial design method using numerical simulation have been developed. Among them, topology optimization is the most flexible optimization method and has potential to find out unconventional photonic devices. In this report, we study on the function-ex-pansion-based topology optimization method considering both TE and TM wave and a compact polarization splitter is actually optimized. In our approach, finite element method (FEM) is employed to numerically analyze photonic devices and adjoint variable method (AVM) is utilize for sensitivity analysis.
関数展開法による偏波の違いを考慮した光導波路のトポロジー最適設計に関する検討
IEICE_116(255), 103
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