トポロジー最適化による光導波路デバイスの最適設計
目的
目的の特性を持った光デバイスの構造を自動生成する概要
設計領域内の構造をいくつかの数値パラメータで表現し，特性が改善する方向に数値パラメータを変更していくことで目的の特性を持った光道波路デバイスを自動設計する．設計手順を以下に示す(フローチャートはこちら)．- 設計領域内の屈折率分布をいくつかの数値パラメータ(構造パラメータ)で表す(密度法，関数展開法, etc...)
- 光導波路の伝送特性を解析し(有限要素法)，構造パラメータの微小変化に対する特性の変化を調べる(感度解析)
- 特性を改善する方向に構造パラメータを更新する(山登り探索)
- 目的の特性が得られるまで 2, 3 の手順を繰り返す
最適設計例
曲がり道波路の設計
左側の導波路から入射した光を上側の導波路に出力する下図は屈折率分布の表現に関数展開法を用いた場合の最適設計例を示す(もう少し詳しい説明)
