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A Study on Function-Expansion-Based Topology Optimization without Gray Area for Optimal Design of Photonic Devices Une étude sur l'optimisation de la topologie basée sur l'expansion des fonctions sans zone grise pour une conception optimale de dispositifs photoniques

Masato TOMIYASU, Keita MORIMOTO, Akito IGUCHI, Yasuhide TSUJI

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Résumé:

Dans cet article, nous reformulons une méthode d’analyse de sensibilité pour la méthode d’optimisation de topologie basée sur l’expansion de fonctions sans utiliser de zone grise. Dans l'approche conventionnelle basée sur la méthode d'expansion des fonctions, la distribution de permittivité contient des matériaux gris, qui sont des matériaux intermédiaires entre ceux du noyau et du revêtement, de manière à permettre une différenciation de la permittivité par rapport aux variables de conception. Étant donné que cette approche utilisant la dose de zone grise n’exprime pas exactement la limite du matériau, il n’est pas souhaitable d’appliquer cette approche aux problèmes de conception de dispositifs à guides d’ondes fortement guidés, en particulier pour les guides d’ondes plasmoniques. Dans cette étude, nous présentons une optimisation de topologie basée sur une méthode d’expansion de fonctions sans zone grise. Dans cette approche, l'utilisation de la zone grise peut être évitée en remplaçant l'intégrale de zone de la dérivée de la matrice par l'intégrale de ligne en tenant compte du taux d'écart aux limites par rapport aux variables de conception. Nous vérifions la validité de notre approche en l'appliquant aux problèmes de conception d'un répartiteur de puissance à branchement en T et d'un convertisseur d'ordre de mode.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E103-C No.11 pp.560-566
Date de publication
2020/11/01
Publicisé
2020/04/09
ISSN en ligne
1745-1353
DOI
10.1587/transele.2019ESP0005
Type de manuscrit
Special Section PAPER (Special Section on Recent Advances in Simulation Techniques and Their Applications for Electronics)
Catégories

Auteurs

Masato TOMIYASU
  Muroran Institute of Technology
Keita MORIMOTO
  Muroran Institute of Technology
Akito IGUCHI
  Muroran Institute of Technology
Yasuhide TSUJI
  Muroran Institute of Technology

Mots-clés

Table des matières