2013 Fiscal Year Annual Research Report
随伴解析に基づいたマイクロ熱プロセスの最適制御に関する研究
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24760158
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森本 賢一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (90435777)
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| Keywords | 最適温度制御 / 随伴解析 / 熱プロセス / 熱伝導 |
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| Research Abstract |
本研究では，理論的・数値解析的アプローチにより随伴解析に基づいた熱プロセスの最適制御手法を構築すること，およびMEMS 技術を用いたテストベンチにおいて，本制御の有効性を実験的に検証することを目的としている．特に，マイクロデバイスにおける熱プロセスにおいて時空間的な温度分布制御を実現し，定常で空間的に一様な従来型の熱管理技術の高度化を図ることを主眼としている．本研究では，具体的なアプリケーションとして半導体パルスレーザーを想定した最適温度制御手法を開発し，以下に示す成果が得られた．
１．多層薄膜構造を持つ半導体パルスレーザーにおいて，デバイス上部に積層した薄膜ヒーターを用いて発光部における温度変動を最小化するための最適温度制御スキームを構築した．半導体基板の側面からレーザーを出射する端面発光レーザー，および半導体基板と垂直に出射する面発光レーザーを制御対象とした．後者の面発光型のレーザーモデルについて，面内温度分布を有する多次元熱伝導を考慮した最適温度制御手法を開発し，本手法の有用性を示した．
２．MEMSデバイスを用いた評価実験とリンクした薄膜内物性値推定スキームを組み込んだ最適制御手法を開発した．
３．本制御スキームの有効性を検証するため，MEMS デバイスを用いた実証実験を行った．MEMS 技術を用いた実験デバイスの製作プロセスを確立し，計測可能な時間スケールに拡大したラージスケールモデルを製作した．最適制御実験により本最適温度制御手法の有効性を定量的に評価した．
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Research Products
(2 results)
