光学迷彩を指向した光制御に関するトポロジー最適化法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24860050
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 藤井 雅留太 信州大学, 工学部, 助教 (90569344)
• 研究期間 (年度): 2012-08-31 – 2014-03-31
• キーワード: 光学クローク / トポロジー最適化

研究概要

本研究では光学迷彩構造の設計を指向したトポロジー最適化法を開発し，高性能な光学クローク構造の設計に成功した。設計された最適化構造は従来の光学クロークと比較して、散乱を大きく低減し、誘電体と空気の間に明瞭な境界をもつため、誘電体境界での反射・散乱を厳密に考慮したトポロジー最適設計が可能となった。また、正則化パラメータを変えることにより、構造の周囲長の制約を変えることが可能となり、実際の作製技術に合わせた様々な複雑さを有する光学クローク構造を設計することが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Level-set-based topology optimization for anti-reflection surface (2014)
  • 著者名/発表者名: Garuda Fujii, Tsuyoshi Ueta, and Mamoru Mizuno
  • 雑誌名: Applied Physics A 巻: (Online Publish)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Level set based topology optimization for optical cloaks (2013)
  • 著者名/発表者名: Garuda Fujii, Hayato Watanabe, Takayuki Yamada, Tsuyoshi Ueta, and Mamoru Mizuno
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol.102, Issue 25 ページ: 251106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topology optimization for a dielectric optical cloak based on an exact level set approach (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Yamada, Hayato Watanabe, Garuda Fujii and Toshiro Matsumoto
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: Vol.49, No.5 ページ: 2073--2076
  • 査読あり
• [学会発表] 光学迷彩構造のレベルセット法に基づくトポロジー最適化手法について (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡遺勇人,藤井雅留太,山田崇恭,飯盛浩司,松本敏郎,高橋徹
  • 学会等名: 日本機械学会第26回計算力学講演会(CMD2013)
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 20131102-04
• [学会発表] Finite element analysis for laser action in porous random media (2013)
  • 著者名/発表者名: Garuda Fujii, Tsuyoshi Ueta and Mamoru Mizuno
  • 学会等名: Proceedings of Metamaterials' 2013: The 7th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics
  • 発表場所: Bordeaux, France(No. 54)
  • 年月日: 20130916-19
• [学会発表] Study on the performance robustness of optical cloaks designed by means of level set based topology optimization method (2013)
  • 著者名/発表者名: Garuda Fujii, Tsuyoshi Ueta and Mamoru Mizuno
  • 学会等名: ICMAT 2013:7th International Conference on Materials for Advanced Technologies
  • 発表場所: Suntec, Singapore(V6.1: Fundamentals and cloaking)
  • 年月日: 20130630-0705
• [学会発表] Level set based topology optimization for optical cloaks containing a large scattering object (2013)
  • 著者名/発表者名: Garuda Fujii, Hayato Watanabe, Takayuki Yamada, Tsuyoshi Ueta, Mamoru Mizuno
  • 学会等名: Proceedings of 10th WCSMO, 5283
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA(WCSMO10)
  • 年月日: 20130513-17
• [学会発表] Topology Optimization for a Dielectric Optical Cloak Based on an Exact Level Set Approach (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Yamada, Hayato Watanabe, Garuda Fujii and Toshiro Matsumoto
  • 学会等名: Digests of the 15th Biennial IEEE Conference on Electronic Field Computation (CEFC2012)
  • 発表場所: Oita, Japan
  • 年月日: 20121111-14
• [学会発表] Finite element analyses for random laser action in metallic disordered structures, Proceedings of Metamaterials' 2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: Garuda Fujii, Tsuyoshi Ueta and Mamoru Mizuno
  • 学会等名: The Sixth International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics
  • 発表場所: Saint Petersburg, Russia(ISBN : 978-952-67611-2-1, pp. 758--760)
  • 年月日: 20120917-22