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

• 研究課題/領域番号: 25K17650
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 室蘭工業大学
• 研究代表者: 井口 亜希人 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (00872996)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2028年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2027年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 光デバイス / 数値シミュレーション / 感度解析 / 最適設計

研究開始時の研究の概要

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。