2017環境報告書
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卒業論文39卒業論文工学部 環境機能工学科 高橋 正幸 トポロジー最適化による 光デバイスの最適設計近年、光の特性やエネルギーを活用するため、光デバイスの開発が盛んになっており、優れた性能や新しい特性を有するデバイスが提案されている。それらのデバイスの設計法として、コンピュータを用いた解析計算に基づいた設計が普及し始め、最も良い性能を実現するための構造最適化が注目をあびている。構造最適化は特定の条件の下、最も性能が良い構造を求める手法であり、その中でも、構造の形態の変化が可能なトポロジー最適化の研究が盛んに行われている。トポロジー最適化を用いた光デバイスの設計は従来のデバイス性能を大きく向上させ、これまでにない性能のデバイスを設計することが可能となり得る。その一つとして、透明マント効果を実現するための、クローキングデバイスの設計が行われている。図1は反射鏡の上にある凸を透明化するカーペットクロークのトポロジー最適設計のスキームである。凸がある場合の散乱を最小化し、凸がない場合と同じ電磁場を実現できる構造を凸の周りに設計することで、カーペットクロークの設計に成功した。図1 カーペットクロークの設計スキーム

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