境界積分方程式による3次元光導波回路用計算機支援設計ソフトウェアの開発

本研究は,導波回路における不連続,曲がりなどの設計を行うための計算機支援設計(CAD)ソフトウェアの開発を目的として行われた.解析手法には,境界積分方程式を用いている.昨年度,CADソフトウェアの基礎理論となる新しい境界積分方程式を定式化した.今年度は,CADソフトウェアの開発を行った.また,開発したCADソフトウェアの検証を行った.検証では,開発したCADソフトウェアを直線状導波路,不連続導波路に適用した.断面形状は,矩形とした.直線状導波路では,厳密な電磁界分布を解析的に求めることができるので,その結果とCADソフトウェアにより得られた結果を比較し,CADソフトウェアの妥当性を検証した.CADソフトウェアにより得られた結果は,厳密な電磁界分布とよく一致しており,開発したCADソフトウェアが妥当であることを検証した.一方,不連続導波路の場合には厳密な電磁界分布は解析的に得られない.そこで,エネルギー保存則により検証を行った.しかし,不連続導波路の場合には,CADソフトウェアの妥当性を検証することができなかった.これは,解析モデルが十分な大きさでなかったためと考えられる.現在,未知数16,600の連立一次方程式を解いており,メモリは約4.2GB使用している.現在より大きな解析モデルに適用するためには,現在のシステムでは難しく,今回の研究では,不連続導波路に対する本CADソフトウェアの妥当性は検証できなかった.

本研究は,導波回路における不連続,曲がりなどの設計を行うための計算機支援設計(CAD)ソフトウェアの開発を目的として行われた.解析手法には,境界積分方程式を用いている.昨年度,CADソフトウェアの基礎理論となる新しい境界積分方程式を定式化した.今年度は,CADソフトウェアの開発を行った.また,開発したCADソフトウェアの検証を行った.検証では,開発したCADソフトウェアを直線状導波路,不連続導波路に適用した.断面形状は,矩形とした.直線状導波路では,厳密な電磁界分布を解析的に求めることができるので,その結果とCADソフトウェアにより得られた結果を比較し,CADソフトウェアの妥当性を検証した.CADソフトウェアにより得られた結果は,厳密な電磁界分布とよく一致しており,開発したCADソフトウェアが妥当であることを検証した.一方,不連続導波路の場合には厳密な電磁界分布は解析的に得られない.そこで,エネルギー保存則により検証を行った.しかし,不連続導波路の場合には,CADソフトウェアの妥当性を検証することができなかった.これは,解析モデルが十分な大きさでなかったためと考えられる.現在,未知数16,600の連立一次方程式を解いており,メモリは約4.2GB使用している.現在より大きな解析モデルに適用するためには,現在のシステムでは難しく,今回の研究では,不連続導波路に対する本CADソフトウェアの妥当性は検証できなかった.