| 講演名 | 2017-07-20 プラズモニックデバイス解析のための円筒座標系LOD-FDTD法 柴山 純(法政大), 原 竜之(法政大), 伊藤 政人(法政大), 山内 潤治(法政大), 中野 久松(法政大), |
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| 抄録(和) | 有限差分時間領域(FDTD)法は陽解法であるため，Courant-Friedrichs-Lewy(CFL)条件により空間刻み幅の大きさによって時間ステップ($Delta{t}$)の選択に制限を受ける．特に，円筒座標系では中心軸に近づくにつれ，周回方向の空間刻み幅が極端に小さくなるため$Delta{t}$も小さくなり，長時間の計算が必要になる．そこで我々は円柱状デバイスを効率よく解析するため，CFL条件を除去した局所的1次元(LOD)法に基づく陰的円筒座標系FDTD法を開発した．本稿では，周波数分散性媒質を含むデバイスを解析するため，円筒座標系LOD-FDTD法を周波数依存型に拡張する．その際，Fundamental法を適用し，計算式右辺に微分項を含まない簡素な定式化を行う．本手法の有効性を示すため，金属ロッドグレーティングを伝搬する表面プラズモンポラリトンの解析を行う．計算精度を維持しながら，従来の陽的FDTD法に比べて計算時間を大幅に短縮できることを示す． |
| 抄録(英) | Since the finite-difference time-domain (FDTD) method is an explicit scheme, a time step size ($Delta{t}$) is restricted by spatial mesh sizes, which is known as the Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) condition. Note, in cylindrical coordinates, that the circumferential mesh size close to the center axis becomes inevitably small with a subsequent small $Delta{t}$, resulting in a long computation time. Therefore, we have developed an implicit cylindrical FDTD method based on the locally one-dimensional (LOD) scheme for the efficient analysis of cylindrical devices. In this article, the cylindrical LOD-FDTD method is extended to a frequency-dependent version for the analysis of plasmonic devices. The formulation using the fundamental scheme is performed in matrix-operator-free forms in the right-hand sides of the resultant equations. We analyze surface plasmon polariton waves propagating along a metal rod grating. It is shown that the computation time is reduced in comparison with the conventional explicit FDTD method, while maintaining acceptable numerical results. |
| キーワード(和) | プラズモニックデバイス / 有限差分時間領域(FDTD)法 / 局所的一次元(LOD)法 / Fundamental法 / TRC法 |
| キーワード(英) | Plasmonic devices / Finite-difference time-domain (FDTD) method / Locally one-dimensional (LOD) scheme / Fundamental scheme / Trapezoidal recursive convolution (TRC) |
| 資料番号 | EMT2017-16,MW2017-41,OPE2017-21,EST2017-18,MWP2017-18 |
| 発行日 | 2017-07-13 (EMT, MW, OPE, EST, MWP) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MWP / OPE / EMT / MW / EST / IEE-EMT |
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| 開催期間 | 2017/7/20(から2日開催) |
| 開催地（和） | 帯広商工会議所 |
| 開催地（英） | Obihiro Chamber of Commerce and Industry |
| テーマ（和） | 光・電波ワークショップ |
| テーマ（英） | Light wave & Electromagnetic Wave Workshop |
| 委員長氏名（和） | 川西 哲也(早大) / 加藤 和利(九大) / 廣瀬 明(東大) / 村口 正弘(東京理科大) / 木村 秀明(NTT) / 後藤 啓次(防衛大) |
| 委員長氏名（英） | Tetsuya Kawanishi(Waseda Univ.) / Kazutoshi Kato(Kyushu Univ.) / Akira Hirose(Univ. of Tokyo) / Masahiro Muraguchi(TUC) / Hideaki Kimura(NTT) / Keiji Goto(National Defense Academy) |
| 副委員長氏名（和） | 吉本 直人(千歳科技大) / 佐藤 功紀(古河電工) / 平山 浩一(北見工大) / 古神 義則(宇都宮大) / 岡崎 浩司(NTTドコモ) / 田島 賢一(三菱電機) / 平田 晃正(名工大) / 大貫 進一郎(日大) |
| 副委員長氏名（英） | Naoto Yoshimoto(Chitose Inst. of Science and Tech.) / Kouki Sato(Furukawa Electric Industries) / Koichi Hirayama(Kitami Inst. of Tech.) / Yoshinori Kogami(Utsunomiya Univ.) / Hiroshi Okazaki(NTTdocomo) / Kenichi Tajima(Mitsubishi Electric) / Akimasa Hirata(Nagoya Inst. of Tech.) / Shinichiro Ohnuki(Nihon Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 菅野 敦史(NICT) / 枚田 明彦(千葉工大) / 荒武 淳(NTT) / 中津原 克己(神奈川工科大) / 阪本 卓也(兵庫県立大) / 黒木 啓之(都立産技高専) / 平野 拓一(東工大) / 中村 宝弘(日立) / 大寺 康夫(東北大) / 江口 真史(千歳科技大) / 出口 博之(同志社大) / 川口 秀樹(室蘭工業大) |
| 幹事氏名（英） | Atsushi Kanno(NICT) / Akihiko Hirata(Chiba Inst. of Tech.) / Atsushi Aratake(NTT) / Katsumi Nakatsuhara(Kanagawa Inst. of Tech.) / Takuya Sakamoto(Univ. of Hyogo) / Takashi Kuroki(Tokyo Metro. Coll. of Tech) / Takuichi Hirano(Tokyo Inst. of Tech.) / Takahiro Nakamura(HITACHI) / Yasuo Otera(Tohoku Univ.) / Masashi Eguchi(CIST) / Hiroyuki Deguchi(Doshisha Univ.) / Hideki Kawaguchi(Muroran Inst. Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 西村 公佐(KDDI研) / 池田 研介(電中研) / 種村 拓夫(東大) / 松岡 剛志(九州産大) / 小野 哲(電通大) / 本良 瑞樹(東北大) / 伊藤 孝弘(名工大) / 藤田 和広(富士通) / 中 良弘(九州保健福祉大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kosuke Nishimura(KDDI) / Kensuke Ikeda(CRIEPI) / Takuo Tanemura(Univ. of Tokyo) / Tsuyoshi Matsuoka(Kyushu Sangyo Univ.) / Satoshi Ono(Univ. of Electro-Comm.) / Mizuki Motoyoshi(Tohoku Univ.) / Takahiro Ito(Nagoya Inst. of Tech.) / Kazuhiro Fujita(Fujitsu) / Yoshihiro Naka(KUHW) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Microwave and Millimeter-wave Photonics / Technical Committee on OptoElectronics / Technical Committee on Electromagnetic Theory / Technical Committee on Microwaves / Technical Committee on Electronics Simulation Technology / Technical Meeting on Electromagnetic Theory |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | プラズモニックデバイス解析のための円筒座標系LOD-FDTD法 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An LOD-FDTD method for the analysis of plasmonic devices in cylindrical coordinates |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | プラズモニックデバイス / Plasmonic devices |
| キーワード(2)（和/英） | 有限差分時間領域(FDTD)法 / Finite-difference time-domain (FDTD) method |
| キーワード(3)（和/英） | 局所的一次元(LOD)法 / Locally one-dimensional (LOD) scheme |
| キーワード(4)（和/英） | Fundamental法 / Fundamental scheme |
| キーワード(5)（和/英） | TRC法 / Trapezoidal recursive convolution (TRC) |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 柴山 純 / Jun Shibayama |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 原 竜之 / Tatsuyuki Hara |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 伊藤 政人 / Masato Ito |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 山内 潤治 / Junji Yamauchi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 中野 久松 / Hisamatsu Nakano |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 発表年月日 | 2017-07-20 |
| 資料番号 | EMT2017-16,MW2017-41,OPE2017-21,EST2017-18,MWP2017-18 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | EMT-139,MW-140,OPE-141,EST-142,MWP-143 |
| ページ範囲 | pp.55-60(EMT), pp.55-60(MW), pp.55-60(OPE), pp.55-60(EST), pp.55-60(MWP), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-07-13 (EMT, MW, OPE, EST, MWP) |