有限要素ベースの時間領域解法を活用した次世代光回路デバイスのための設計基盤の構築

• Project/Area Number: 25K17650
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 井口 亜希人 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (00872996)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2028: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2027: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: 光デバイス / 数値シミュレーション / 感度解析 / 最適設計

Outline of Research at the Start

光回路素子は、今日の光通信システムを支える最も基本的な物理コンポーネントである。今後予想される爆発的な通信トラヒックの増加に対応するため、光通信システムの高速大容量化・低消費電力化が求められる中、基本要素である光回路素子の小型化、高性能化が要求されている。光回路素子の設計には数値シミュレーションに基づく素子構造の最適化が欠かせないプロセスであるが、空間次元を落とす近似が適用できない場合は、いまだに最適化計算に大変な時間を要する。本研究の目的は、有限要素ベースの時間領域法を活用した、感度解析に基づく最適設計手法を開発し、解析精度を維持しつつ設計時間の短縮を試みる。