伝搬演算子を用いた有限要素法の境界条件による効率的な光導波路伝搬解析

摘要

有限要素法（FEM）による電磁界解析では，開領域問題を扱う場合，解析領域終端で電磁界を無反射で吸収するか，終端境界上で連続かつ無限遠まで続く均一導波路を接続する必要がある．前者は完全整合層（PML）を課すことで実現されるが，仮想的な媒質を置くための領域を余分に確保する必要があり計算コストが増大する．後者は従来固有モード展開が用いられていたが，終端で放射波の影響が大きい問題などを扱うためには多くのモードを展開する必要があり，計算コストが膨大になる．そこで本論文ではより効率的な解析を行うために，モード展開を要することなく解析領域境界上のすべてのモードを表現できる伝搬演算子法（POM）を境界条件に適用し，その妥当性および有用性について検討を行ったので報告する．