並列タイトル等Development of the frequency-dependent three-dimensional LOD-FDTD method and its application to the analysis of plasmonic devices
一般注記type:Working Paper
研究成果の概要 (和文) : 3次元の微小プラズモンデバイスを極めて高速に解析できる、局所的一次元(LOD)法に基づく陰的なFDTD法を開発した。畳み込みの計算が一度で済み高い精度の得られる台形則に基づく手法、さらに、Fundamental法と呼ばれる技法の導入により、計算式の右辺に微分項を含まない極めて簡便な定式化を行った。プラズモニックギャップ導波路をPCで解析したところ、陽的なFDTD法で85分かかった計算がほぼ同等の計算精度を維持しつつ37分に低減された。開発した手法を用いて、種々の3次元プラズモンデバイスを解析した。デバイス特性を2次元構造デバイスと比較しながら議論し、3次元解析の重要性を示した。
研究成果の概要 (英文) : An implicit FDTD method based on the locally one-dimensional (LOD) scheme has been developed for the efficient analysis of three-dimensional (3-D) plasmonic devices. The trapezoidal recursive convolution technique has been adopted, in which a single convolution integral is required. In addition, a fundamental scheme has been introduced for efficient formulation of the algorithm, in which no spatial derivative exists in the right-hand side of the equations. The developed LOD-FDTD offers a reduced computation time from 85 min with the conventional explicit FDTD to 37 min for the analysis of a plasmonic gap waveguide. The characteristics of several 3-D plasmonic devices have been investigated using the LOD-FDTD. The 3-D results have been compared with those of 2-D models, showing the necessity of the 3-D analysis for an accurate evaluation of the plasmonic devices.
一次資料へのリンクURLhttps://hosei.ecats-library.jp//da/repository/00012189/14_kaken_shibayama.pdf
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