LSIチップ間光インタコネクションにおける光回路の3次元解析・設計に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750373
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 平山 浩一 北見工業大学, 工学部, 助教授 (30218820)
• Keywords: 光インタコネクション / 光回路 / 回折型レンズ / 境界要素法 / ビーム伝搬法

Research Abstract

平成10年度では,具体的にLSIチップ間光インタコネクションの3次元解析を行い,データの蓄積を行うことを計画した.本研究ではまず,3次元光導波路における固有モードを調べ,その重ね合わせ積分を基本として結合効率の評価を行った.もっとも基本的な光回路である埋め込み型光導波路間や光ファイバ間との結合効率について,波長依存性,導波路形状依存性について詳細に検討し,データの蓄積を行った.光回路の3次元解析を行って解析結果として得られる光波の散乱現象を解釈し,設計に生かせるようにするためには,光波の散乱のようすを可視化し,画像データとして解析結果を蓄積する必要がある.3次元解析では計算機のメモリおよび計算時間などの制約から,本研究では3次元ビーム伝搬法をおもに用いることとした.この方法は光の伝搬のようすを可視化して表示することが比較的容易であり,計算機のメモリや計算時間の点でも,平成9年度に本研究の設備備品費で購入している計算機で解析可能である.特に,矩形光導波路や光ファイバのような1次元的な導波形光インターコネクションの解析には有効である.その一方で,自由空間形光インターコネクションの解析を3次元解析するのは困難であり,これについては回折型微小レンズを対象に2次元解析をすることにした.2次元解析であっても従来厚さが数ミリメートルあるような実在するレンズを直接解析することは困難であったが,本研究では境界要素法に近似グリーン関数を導入し,そのような実在するレンズの解析を可能とし,特性解析を詳細に行った.以上で蓄積された解析結果に対し,HTML言語を使って自由にデータを引き出すことを可能とするようなシステムを構築する見通しを得た.

Research Products

• [Publications] E.N.Glytsis: "Collimating cylindrical diffractive lenses : rigorous electromagnetic analysis and scalar approximation" Applied Optics. 37・1. 34-43 (1998)
• [Publications] E.N.Glytsis: "Effects of fabrication errors on the performance of cylindrical diffractive lenses : rigorous boundary-element method and scalar approximation" Applied Optics. 37・28. 6591-6602 (1998)
• [Publications] K.Hirayama: "Finite-substrate-thickness cylindrical diffractive lenses : exact and approximate boundary-element methods" Journal of the Optical Society of America A. 16・6. (1999)