| 研究課題/領域番号 |
60550270
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子機器工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
小柴 正則 北海道大学, 工学部, 助教授 (40101521)
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| 研究分担者 |
早田 和弥 北海道大学, 工学部, 助手 (80173053)
鈴木 道雄 北海道大学, 工学部, 教授 (90001106)
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| 研究期間 (年度) |
1985 – 1986
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| キーワード | 光集積回路 / 光導波路 / 光ファィバ / レーザダイオード / 誘電体導波路 / 有限要素法 / 数値解析 / 電磁界理論 |
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| 研究概要 |
光集積回路を構成するための従来の光導波路を複合媒質3次元光導波路として一般化し、任意の不均質・異方性・損失性・活性媒質を含む複合媒質3次元光導波路の最適設計法を有限要素法に基づいて解立することを目的として研究を進め、下記の成果を得た。
1.光導波路の有限要素法解析において、長い間の懸案事項であった非物理的なスプリアス解発性の問題に積極的に取り組み、スプリアス解の性質、発生原因を詳細に検討した結果、スプリアス解を抑圧、除去することが可能な二つの新しい方法を開発することに成功した。一つの方法は、従来の磁界の3成分による変分表現式に磁界の非発散条件をペナルティ項として付加したもので、ペナルティ法と呼ばれているが、このように修正した変分表現式を用いることによって、スプリアス解を抑圧することができるようになった。また、いま一つの方法は、伝搬方向の磁界成分(縦磁界)を、磁界の非発散条件を用いて導波路断面内の磁界成分(横磁界)で表すもので、横磁界法と呼ばれているが、このように従来の磁界の3成分による有限要素表示式を横磁界による有限要素表示式に変換することによって、スプリアス解を完全に除去することができるようになった。
2.本研究において開発されたスプリアス解を含まない有限要素法を用いて、具体的に、(1)非軸対称形光ファィバ、応力付与形光ファィバなどの偏波保持光ファィバ、(2)異方性誘電体光導波路、ジヤイロ異方性光導波路などの光集積回路用導波路、(3)方形コア埋込み形レーザダイオード、などの解析を行い、(1)については、光ファィバの断面構造と複屈折率性との関係、(2)については、媒質の異方性が導波モード特性に与える影響、(3)については、コア部の利得、クラッド部の損失が、全体としてのレーザダイオードの利得特性に与える影響、などを明らかにした。
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