| 研究課題/領域番号 |
18K04276
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
辻 寧英 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (70285518)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 光デバイス / トポロジー自動最適設計 / 計算機シミュレーション / 有限要素法 / 進化的手法 / 機械学習 / 光導波路デバイス / トポロジー最適設計 / 関数展開法 / ニューラルネットワーク / ベイズ最適化 / プラズモニックデバイス / トポロジー最適化 |
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| 研究成果の概要 |
高性能光デバイス開発のため，計算機シミュレーションを用いた新しい自動最適設計法の開発と汎用化と効率化についての検討を行なった．具体的には，光デバイスの性能を極限まで高めることを目的とし，設計領域の構造を関数展開法により数値表現し，設計パラメータを従来の勾配法だけではなく，より大域的な解探索が可能な進化的手法と組み合わせたハイブリッド最適化法の検討を行い，その有用性を確かめた．さらに，設計効率を高めるために，数値シミュレーションの効率化，機械学習の活用など付随する検討を行い，様々な目的を同時に考慮するための多目的最適設計法への拡張の指針を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
計算機の発達により，計算機シミュレーションを活用した製品の設計が様々な分野で行われているが，様々な要求の変化と需要の増大に対して，短い開発期間で対処するためには，計算機を活用した自動最適設計は必須となりつつある．本研究で開発したトポロジー最適設計法は，目的の特性を与えることで，最適な光デバイスの構造をトポロジーまで含めて計算機に自動生成させることができ，人間の過去の知識や経験に頼らずに，これまでにない全く新しい高性能なデバイスを開発できる可能性を有している．これにより，今後の光デバイスの開発に大きく貢献できると考えている．
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