論文
公開件数:71件
No. 掲載種別 単著・共著区分 タイトル 著者 誌名 出版者 巻号頁 出版日 ISSN DOI URL 概要
1 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) A fundamental LOD-FDTD method in cylindrical coordinates
Jun Shibayama, Masato Ito, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

29/ 11, 865-868
2017/06/01

10.1109/LPT.2017.2693293

全4頁(865-868)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、伊藤政人、山内潤治、中野久松

Jun Shibayama, Masato Ito, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``A fundamental LOD-FDTD method in cylindrical coordinates," IEEE Photonics Technology Letters, vol. 29, no. 11, pp. 865-868, 2017.
2 (MISC)総説・解説(学術雑誌)
単著
(基礎講座) 電磁界シミュレーションのコツ(実用編) -光導波路デバイスを例に
柴山 純
応用物理

86/ 5, 408-411
2017/05/01



基礎編では光導波路デバイスの解析・設計に広く用いられている有限差分時間領域(FDTD)法とビーム伝搬法(BPM)の特徴と定式化を述べました.実用編ではFDTD 法とBPM の導波路型デバイスへの適用例を紹介します.また,実際の計算における注意点にも触れます.
3 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) 試料槽を設けたテラヘルツSPR導波路型センサのFDTD解析
柴山 純、清水圭介、山内潤治、中野久松
電子情報通信学会論文誌C

J100-C/ 5, 239-241
2017/05/01



全頁(239-241)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、清水圭介、山内潤治、中野久松

柴山 純, 清水圭介, 山内潤治, 中野久松, ``試料槽を設けたテラヘルツSPR導波路型センサのFDTD解析," 電子情報通信学会論文誌C, vol.J100-C, no.5, pp.239-241, May 2017.
4 (MISC)総説・解説(学術雑誌)
単著
(基礎講座) 電磁界シミュレーションのコツ(基礎編) -光導波路デバイスを例に
柴山 純
応用物理

86/ 4, 327-330
2017/04/01



マイクロ波・ミリ波領域に加え,光波領域においても市販の電磁界シミュレータが普及してきています.特に,光導波路デバイスの解析・設計には,有限差分時間領域(FDTD)法とビーム伝搬法(BPM)が多用されます.基礎編ではFDTD 法とBPM の特徴を述べ,それらの定式化を解説します.
5 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) 正方形パッチとクロスダイポールで構成された3層型テラヘルツ周波数選択板のFDTD解析
柴山 純、尾崎慎吾、山内潤治、中野久松
電子情報通信学会論文誌C

J100-C/ 3, 123-131
2017/03/01



全頁(123-131)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、尾崎慎吾、山内潤治、中野久松

柴山 純, 尾崎慎吾, 山内潤治, 中野久松, ``正方形パッチとクロスダイポールで構成された3層型テラヘルツ周波数選択板のFDTD解析," 電子情報通信学会論文誌C, vol.J100-C, no.3, pp. 123-131, March 2017.
6 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Analysis of two- and three-dimensional plasmonic waveguide band-pass filters using the TRC-FDTD method
Jun Shibayama, Yusuke Wada, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEICE Transactions on Electronics

E99-C/ 7, 817-819
2016/07/01



全頁(-)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、和田祐輔、山内潤治、中野久松


Jun Shibayama, Yusuke Wada, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Analysis of two- and three-dimensional plasmonic waveguide band-pass filters using the TRC-FDTD method," IEICE Transactions on Electronics, vol. E99-C, no. 7, pp. 817-819, July 2016.
7 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Surface plasmon resonance waveguide sensor in the terahertz regime
Jun Shibayama, Keisuke Shimizu, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

34/ 10, 2518-2525
2016/05/15

10.1109/JLT.2016.2539974

Jun Shibayama, Keisuke Shimizu, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Surface plasmon resonance waveguide sensor in the terahertz regime," IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, vol. 34, no. 10 , pp. 2518-2525, May 2016.
8 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) 金属円盤型THz表面波分割器のFDTD解析におけるパワー評価
柴山 純、楠 大輝、山内潤治、中野久松
電子情報通信学会論文誌C

J99-C/ 5, 247-249
2016/05/01



全頁(247-249)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、楠 大輝、山内潤治、中野久松

柴山 純, 楠 大輝, 山内潤治, 中野久松, ``金属円盤型THz表面波分割器のFDTD解析におけるパワー評価," 電子情報通信学会論文誌C, vol.J99-C, no.5, pp. 247-249, May 2016.
9 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) FDTD解析における異なる分散モデルの境界の扱い
柴山 純、清水圭介、山内潤治、中野久松
電子情報通信学会論文誌C

J98-C/ 5, 135-137
2015/05/01



全頁(135-137)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、清水圭介、山内潤治、中野久松

柴山 純, 清水圭介, 山内潤治, 中野久松, ``FDTD解析における異なる分散モデルの境界の扱い," 電子情報通信学会論文誌C, vol.J98-C, no.5, pp.135-137, May 2015.
10 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Metal disc-type splitter with radially placed gratings for terahertz surface waves
Jun Shibayama, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IET Electronics Letters

51/ 4, 352-353
2015/02



Jun Shibayama, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Metal disc-type splitter with radially placed gratings for terahertz surface waves," IET Electronics Letters, vol. 51, no. 4, pp. 352-353, Feb. 2015.

全2頁()中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、山内潤治、中野久松
11 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Full-vectorial beam-propagation methods based on a fundamental scheme -design of a short polarization converter-
Yuta Nito, Jun Shibayama, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

32/ 21, 3509-3516
2014/11



Fundamental法を用いて、Crank-Nicolson法および交互方向陰解法に基づくフルベクトル型ビーム伝搬法の計算式右辺の微分項を大幅に削除した定式化に成功した。応用例として、偏波変換器のデバイス長の短縮を検討した。曲線テーパ構造を採用することで、100 µmのデバイス長で、1.2-1.7 µmの広い波長帯にわたって15 dB以上の消光比が得られた。

Yuta Nito, Jun Shibayama, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Full-vectorial beam-propagation methods based on a fundamental scheme -design of a short polarization converter-," IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, vol. 32, no. 21, pp. 3509-3516, November 2014.
12 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Fundamental LOD-BOR-FDTD method for the analysis of plasmonic devices
Jun Shibayama, Takuto Oikawa, Tomoyuki Hirano, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEICE Transactions on Electronics

E97-C/ 7, 707-709
2014/07



全頁(707-709)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、及川拓人、平野智之、山内潤治、中野久松

回転対称構造解析用の陰的FDTD法を、プラズモンデバイスを解析するための周波数依存型に拡張した。光波帯での金や銀の分散性を表すために、Drude-Lorentzモデルを組み込んだ。手法の有効性を検討するために、プラズモニックロッド導波路と、プラズモニックグレーティングを解析した。

Jun Shibayama, Takuto Oikawa, Tomoyuki Hirano, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Fundamental LOD-BOR-FDTD method for the analysis of plasmonic devices," IEICE Transactions on Electronics, vol. E97-C, no. 7, pp. 707-709, May 2014.
13 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Fundamental法に基づく簡素なADI-BPMを用いた導波路型光吸収SPRセンサの三次元解析
柴山 純、横溝明大、山内潤治、中野久松
電子情報通信学会論文誌C

J97-C/ 5, 177-185
2014/05/01



全頁(177-185)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、横溝明大、山内潤治、中野久松

屈折率の虚部変化を感知するための導波路型光吸収表面プラズモン共鳴センサを検討した。解析にはFundamental法に基づく3次元ビーム伝搬法を用いた。最少出力パワーの変化を感知することで、導波路型センサが屈折率の虚部変化を感知するセンサとして利用できることを明らかにした。測定感度向上のための導波構造の最適化も行った。
柴山 純, 横溝明大, 山内潤治, 中野久松, ``Fundamental法に基づく簡素なADI-BPMを用いた導波路型光吸収SPRセンサの三次元解析," 電子情報通信学会論文誌C, vol.J97-C, no.5, pp.177-185, May. 2014.
14 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Treatment of metal for the FDTD analysis of terahertz devices
Jun Shibayama, Yosuke Uchizono, Shingo Ozaki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
Optical and Quantum Electronics

46/ 2, 345-356
2014/02/01

10.1007/s11082-013-9765-2

全12頁(345-356)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、内薗洋佑、尾崎慎吾、山内潤治、中野久松

マイクロ・ミリ波と光波の中間にあるテラヘルツ帯では、金属をどのように扱うかが難しい。本論文では、共振の強い構造と弱い構造を取り上げ、金属の扱いについて議論した。前者では2THz以上の周波数で光波帯と同様に金属の分散性を考慮する必要があり、後者では10THz程度までマイクロ波帯で用いられる完全導体近似が有効であることを示した。
Jun Shibayama, Yosuke Uchizono, Shingo Ozaki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Treatment of metal for the FDTD analysis of terahertz devices," Optical and Quantum Electronics, vol. 46, no. 2, pp 345-356, February 2014.
15 (MISC)総説・解説(学術雑誌)
共著
(小特集解説論文) 光分野におけるシミュレーション技術とデバイス解析への応用
柴山 純、齊藤晋聖
電子情報通信学会誌

96/ 6, 406-410
2013/06



光デバイスシミュレーションに広く用いられている、ビーム伝搬法、FDTD法、有限要素法を解説し、その応用事例を述べた。ビーム伝搬法による偏波変換器の解析、FDTD法によるプラズモニックデバイスの解析、有限要素法によるフォトニック結晶ファイバの解析等を紹介し、シミュレーション技術の重要性を述べた。
16 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Frequency-dependent fundamental LOD-FDTD formulation for a multi-pole Debye model
Jun Shibayama, Naoki Sasaki, Yuu Wakabayashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

25/ 10, 965-968
2013/05/15



全4頁(965-968)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、佐々木直紀、若林 佑, 山内潤治、中野久松

生体や水の誘電率の周波数依存性を表現する多極のDebyeモデルを、初めて陰的なLOD-FDTD法に組み込んだ。吸収境界条件として畳み込み型の完全整合層も導入した。計算例として、テラヘルツ波を用いたがん診断のモデルを取り上げた。健康な皮膚とがんの皮膚にテラヘルツパルスを照射し、その反射率を比較することで、がん診断の可能性を示した。

Jun Shibayama, Naoki Sasaki, Yuu Wakabayashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Frequency-dependent fundamental LOD-FDTD formulation for a multi-pole Debye model," IEEE Photonics Technology Letters , vol. 25, no. 10, pp. 965-968, May 15, 2013.
17 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Simplified algorithms for the full-vectorial ADI-BPM using a fundamental scheme
Jun Shibayama, Akio Yokomizo, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

25/ 2, 147-150
2013/01/09



全4頁(147-150)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、横溝明大、山内潤治、中野久松

偏波依存性を完全に考慮できるフルベクトル型ビーム伝搬法を、Fundamental法を用いて簡略化した。具体的には、右辺に8個あった微分項を、補助変数を用いることで2個に減らし極めて簡素な実装を行った。偏波の回転が生じる方向性結合器を解析し、手法の有効性を示した。従来手法に比べて計算時間は約4割削減できた。

Jun Shibayama, Akio Yokomizo, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Simplified algorithms for the full-vectorial ADI-BPM using a fundamental scheme," IEEE Photonics Technology Letters , vol. 25, no. 2, pp. 147-150, January 2013.
18 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Efficient implementation of frequency-dependent 3-D LOD-FDTD method using fundamental scheme
Jun Shibayama, Tomoyuki Hirano, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IET Electronics Letters

48/ 13, 774-775
2012/06



Jun Shibayama, Tomoyuki Hirano, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Efficient implementation of frequency-dependent 3-D LOD-FDTD method using fundamental scheme," IET Electronics Letters, vol. 48, no. 13, pp. 774-775, 2012.

我々が開発した3次元のプラズモニックデバイスを効率よく計算するための周波数依存型陰的FDTD法を、Fundamental法を用いて極めて簡素に実装した。計算手順の見直しにより必要な配列数を、オリジナルなFundamental法の12から10に低減することが出来た。プラズモニックギャップ導波路の解析により、計算効率の向上を議論した。

全2頁(774-775)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、平野智之、山内潤治、中野久松
19 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Efficient LOD-BOR-FDTD implementation based on a fundamental scheme
Jun Shibayama, Takuto Oikawa, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

24/ 11, 957-959
2012/06



全3頁(957-959)中、理論検討、論文執筆を担当 著者:柴山 純, 及川拓人, 山内潤治, 中野久松

回転対称構造解析の為の陰的なFDTD法を、Fundamental法を用いて簡素に定式化した。従来法との等価性を維持しつつ、四則演算の数をほぼ半分に低減できた。計算の等価性は、光ファイバグレーティングの解析により実証された。分散制御パラメータを用いることで、時間刻み幅を大きく取った際も精度良い計算が出来ることを示した。


Jun Shibayama, Takuto Oikawa, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Efficient LOD-BOR-FDTD implementation based on a fundamental scheme," IEEE Photonics Technology Letters, vol. 24, no. 11, pp. 957-959, June 2012.
20 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Frequency-dependent formulations of a Drude-critical points model for explicit and implicit FDTD methods using the trapezoidal RC technique
Jun Shibayama, Keisuke Watanabe, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEICE Transactions on Electronics

E95-C/ 4, 725-732
2012/04



全8頁(725-732)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、渡辺景介、安藤良次、山内潤治、中野久松

金属の分散性を精度良く表現できるDrude-critical pointsモデルを、台形則に基づく帰納的畳み込み法を用いて周波数依存型FDTD法に組み込んだ。陽的なFDTD法だけでなく、陰的なLOD-FDTD法にも拡張し計算精度を議論した。広い周波数範囲にわたって、精度良くデバイスの応答を解析できることを明示した。
Jun Shibayama, Keisuke Watanabe, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Frequency-dependent formulations of a Drude-critical points model for explicit and implicit FDTD methods using the trapezoidal RC technique," IEICE Transactions on Electronics, vol. E95-C, no. 4, pp. 725-732, April 2012.
21 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Reformulation of the ADI-BPM using a fundamental scheme
Jun Shibayama, Akio Yokomizo, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEICE Electronics Express

9/ 5, 365-370
2012/03/10



全6頁(365-370)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、横溝明大、山内潤治、中野久松

陰的な数値解法を効率よく定式化できるFundamental法を初めてビーム伝搬法に導入した。計算式右辺の微分項を省略した定式化が可能であり、アルゴリズムを極めて簡素に実装できた。一例として、表面プラズモン共鳴センサを解析し、計算時間、使用メモリとも2割削減できた。

Jun Shibayama, Akio Yokomizo, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Reformulation of the ADI-BPM using a fundamental scheme," IEICE Electronics Express, vol. 9, no. 5, pp. 365-370, 10 March 2012.
22 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) An LOD-FDTD method for the analysis of a periodic structure at oblique incidence
Yuu Wakabayashi, Jun Shibayama, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
Radio Science

46, RS0F031
2011/09/09



周期構造デバイス解析において電磁波の斜め入射を可能にする陰的な時間領域手法を開発した。斜め入射には界をスプリットして計算する方法を取り入れ、数値誤差を減らすため分散補正パラメータも導入した。周期構造では解くべきマトリックスが巡回行列になり、直接計算すると効率が悪化する。そこで、Sherman-Morrisonの公式を用い、効率よく解ける3重対角行列を扱う問題に変換した。ブロードバンドミラーの反射特性を解析し、本手法の汎用性を示した。

全9頁中、理論検討を担当 共著者:若林 佑、柴山 純、山内潤治、中野久松

Yuu Wakabayashi, Jun Shibayama, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, “An LOD-FDTD method for the analysis of a periodic structure at oblique incidence,” Radio Science, vol. 46, RS0F031 (全9頁), 2011.
23 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Frequency-dependent 3-D LOD-FDTD method for the analysis of plasmonic devices
Jun Shibayama, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

23/ 15, 1070-1072
2011/08/01



周波数分散媒質を含む3次元回路を扱うための周波数依存型3次元LOD-FDTD法を提案する。分散媒質の評価には、1度の畳込み積分で高精度な結果の得られる台形公式に基づく帰納的畳込み法を導入する。3次元ギャッププラズモニック導波路を解析し、手法の妥当性を議論する。応用例として、プラズモニックグレーティングを解析し、バンドギャップの内と外の電磁波の伝搬特性を明らかにする。

全3頁(1070-1072)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、安藤良次、山内潤治、中野久松

Jun Shibayama, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``Frequency-dependent 3-D LOD-FDTD method for the analysis of plasmonic devices," vol. 23, no. 15, pp. 1070-1072, August 2011.
24 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) A 3-D LOD-FDTD method for the wideband analysis of optical devices
Jun Shibayama, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

29/ 11, 1652-1658
2011/06



電磁波デバイスの効率よい広帯域解析を行うための3次元LOD-FDTD法を開発した。具体的には、空間微分項に分散補正パラメータを導入し中心波長付近の広い帯域で位相誤差の低減に成功した。また、計算式が1次元問題と見なせることを利用し、完全整合層吸収境界条件を簡素に導入した。結果として、従来のLOD-FDTDではメリットの出にくかった問題に対しても、精度を維持しながら効率よい計算が可能になった。使用できる時間刻み幅の上限についても議論した。

全7頁(1652-1658)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、安藤良次、山内潤治、中野久松

Jun Shibayama, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano, ``A 3-D LOD-FDTD method for the wideband analysis of optical devices," Journal of Lightwave Technology, vol. 29, no. 11, pp. 1652-1658, June 2011.
25 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Analysis of plasmonic waveguides and gratings using implicit finite-difference methods
Jun Shibayama, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
Advances in OptoElectronics

Article ID 287284
2011/01



種々のプラズモン導波路グレーティングを解析した。金属で挟み込まれた領域の空気コア幅が周期的に変化する構造では、伝搬損失が小さく、わずかなコア幅の変化で大きな実効屈折率変調の得られることが分かった。コア幅のわずかな変調により、誘電体導波路では得られないバンドギャップの制御が可能であることを見出した。

全6頁中、理論検討・論文執筆を担当 共著者:柴山 純、山内潤治、中野久松
26 研究論文(学術雑誌)
単著
(論文) Three-dimensional numerical investigation of an improved surface plasmon resonance waveguide sensor
Jun Shibayama
IEEE Photonics Technology Letters

22/ 9, 643-645
2010/05



導波路型表面プラズモン共鳴センサの特性を改良するため、3次元BPMを用いて光の導波構造を検討する。高次モードの伝搬が可能な広いコアを有する導波路を用いると、波長応答において強い吸収を示すことを明示する。さらに、コアを埋め込むことによってより鋭い吸収ピークが得られることを見出す。波長応答における鋭い吸収ピークにより、測定精度の向上が期待できる。

全3頁(643-645)中、理論検討、論文執筆を担当 著者:柴山 純
27 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) A frequency-dependent LOD-FDTD method and its application to the analyses of plasmonic waveguide devices
Jun Shibayama, Akifumi Nomura, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Journal of Quantum Electronics

46/ 1, 40-49
2010/01



周波数分散性媒質を解析するための、種々の周波数依存型LOD-FDTD法の性能比較を行う。RC法、PLRC法、TRC法、ADE法、Z変換を用いた詳細な定式化を示す。表面プラズモン導波路を解析し、TRC法が1度の畳込み積分の計算で、2度の畳込み積分の計算を必要とする高精度なPLRC法と同等の結果の得られることを明らかにする。応用として、TRC-LOD-FDTD法を用いてプラズモニックグレーティングフィルタを解析する。アポタイズあるいはチャープをグレーティングに導入することがサイドローブの低減に極めて有効であることを見出す。さらに、プラズモニック微小共振器を解析する。空気コアの幅を変化させることにより、共振波長の可変特性が得られることを明示している。

全10頁(40-49)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、野村明史、安藤良次、山内潤治、中野久松
28 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) An LOD-FDTD method for the analysis of periodic structures at normal incidence
Jun Shibayama, Ryoji Ando, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters

8, 890-893
2009/08



周期構造解析のためのLOD-FDTD法を開発した。周期境界条件のLOD法への応用で生じる巡回行列の問題を、Sherman-Morrisonの公式を利用することで3重対角行列の問題に変換し、従来の効率よいアルゴリズムの利用を可能にした。数値分散誤差を減らすため、分散補正パラメータをも導入した。周期的なフォトニックバンドギャップ構造を解析した結果、計算時間が陽的FDTDの50%になった。

全4頁(890-893)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、安藤良次、山内潤治、中野久松
29 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) LOD-BOR-FDTD algorithm for efficient analysis of circularly symmetric structures
Jun Shibayama, Bungo Murakami, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Microwave and Wireless Components Letters

19/ 2, 56-58
2009/02



局所的一次元法に基づくFDTD法を回転対称構造を効率よく解くためのBOR-FDTD法に拡張した。種々のマイクロ波共振器を解析した結果、従来の陽的FDTD法に比べ、同等の計算精度を維持しつつ、計算時間を70%も短縮できた。

全3頁(56-58)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、村上文吾、山内潤治、中野久松
30 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Simple trapezoidal recursive convolution technique for the frequency-dependent FDTD analysis of a Drude-Lorentz model
Jun Shibayama, Ryoji Ando, Akifumi Nomura, Junji Yamauchi, and Hisamatsu
IEEE Photonics Technology Letters

21/ 2, 100-102
2009/01



台形則に基づくRecursive Convolution法をDrude- Lorentzモデルの解析へ応用した。畳込み積分の計算が2度必要な従来の高精度な手法に対し、1度のみの畳込み積分の計算で同等の精度の得られることを明らかにした。TRC法を陽的FDTDだけでなく陰的LOD-FDTDにも適用した。

全3頁(100-102)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、安藤良次、野村明史、山内潤治、中野久松
31 研究論文(学術雑誌)
単著
(論文) A Kretschmann-type absorption-based surface plasmon resonance waveguide sensor
Jun Shibayama
Microwave and Optical Technology Letters

50/ 10, 2497-2500
2008/10



クレッチマン型導波路表面プラズモンセンサを、試料の屈折率の虚部変化を検出するための光吸収型センサへ応用した。プラズモン吸収の波長応答は、金属の厚さに強く依存することを示した。金属の厚さを適切に選ぶことによって、導波路型センサは屈折率虚部の変化を感知する吸収型センサとして利用できることを数値例で示した。

全4頁(2497-2500)中、理論検討、論文執筆を担当 著者:柴山 純
32 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) 水平方向広角アルゴリズムを用いた3次元セミベクトルADI-BPMによる光導波路解析
柴山 純、高橋達也、山内潤治、安田元気、中野久松
電子情報通信学会論文誌C

J91-C/ 10, 479-488
2008/10



筆者らの開発した横方向にのみパデ近似を適用した、交互方向陰解(ADI)法に基づく広角3次元セミベクトル型ビーム伝搬法(BPM)を詳細に議論した。空間の離散化に一般化したダグラス法を、高次パデ近似の計算にマルチステップ法を用いることで、マトリックスのサイズを大きくすることなく、極めて高精度な手法を確立した。x、y両方向に傾斜した導波路、多モード干渉導波路、多層膜構造を有する導波路型偏波スプリッタの解析を通して、本手法の妥当性を議論した。

全10頁(479-488)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋達也、山内潤治、安田元気、中野久松
33 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Concise frequency-dependent formulation for LOD-FDTD method using Z transforms
Jun Shibayama, Ryo Takahashi, Akifumi Nomura, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IET Electronics Letters

44/ 16, 949-950
2008/07



Z変換を用いて周波数依存型LOD-FDTDの簡素な定式化を行っている。Z変換を用いる手法では、PLRC法で扱われる複雑な畳込み積分を簡単な代数方程式に変換でき、電束密度と電界の関係をADE法と比較して直接的に差分式に変換できる利点がある。プラズモン導波路を解析例として取り上げ、他の手法と計算精度、計算時間を比較している。

全頁(949-950)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋 諒、野村明史、山内潤治、中野久松
34 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Frequency-dependent locally one-dimensional FDTD implementation with a combined dispersion model for the analysis of surface plasmon waveguides
Jun Shibayama, Ryo Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

20/ 10, 824-826
2008/05



筆者らの提案した局所一次元(LOD)法に基づくFDTD法を、金の可視光領域の分散性を正しく評価できるDrode-Lorentzモデルを扱うための周波数依存型に拡張した。分散性の評価にPLRC法を用いることで、大きな時間刻み幅の利用が可能になった。金属クラッド光導波路でのパルス伝搬解析を行い、本手法の有効性を議論した。

全3頁(824-826)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋 諒、山内潤治、中野久松
35 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Numerical investigation of a Kretschmann-type surface plasmon resonance waveguide sensor
Jun Shibayama, Taichi Takeuchi, Naoki Goto, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

25/ 9, 2605-2611
2007/09



表面プラズモン共鳴(SPR)センサの光回路への集積化を想定し、クレッチマンタイプの導波路型SPRセンサを検討する。複素パデ近似に基づく広角BPMと、RC法およびPLRC法に基づくFDTD法を用いた詳細な解析を行う。BPMに関しては、数値結果の不安定さを取り除く方法を議論している。本センサでは、試料の屈折率が1.330から1.334に増加した場合、最大吸収を示す波長が0.609から0.623μmに変化する。この感度は、従来のクレッチマン型のSPRセンサと同等であり、高感度な集積型センサとしての利用が期待される。

全7頁(2605-2611)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、竹内太一、後藤直輝、山内潤治、中野久松
36 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Numerical analysis of waveguide-based surface plasmon resonance sensor with adsorbed layer using two- and three-dimensional beam-propagation methods
Jun Shibayama, Shota Takagi, Tomohide Yamazaki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEICE Transactions on Electronics

E90-C/ 1, 95-101
2007/01



2次元および3次元ビーム伝搬法を用いて、吸着層付きの導波路型表面プラズモン(SP)共振センサを解析した。SPの共振波長は、高次SPモードのカットオフ波長と一致することを見出した。さらに、これまで未検討だった3次元構造を解析し、メタル幅がセンシング特性に及ぼす影響を詳細に議論した。

全7頁(95-101)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高木翔太、山崎智英、山内潤治、中野久松
37 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) A three-dimensional multistep horizontally wide-angle beam-propagation method based on the generalized Douglas scheme
Jun Shibayama, Tatsuya Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

18/ 23, 2535-2537
2006/12



水平方向にのみパデ近似を適用したビーム伝搬法の定式化において、高次のパデ近似と、高精度差分式を導入した。高次パデ近似にはマルチステップ法を、差分式には一般化したダグラス法を用いることで、従来の3項方程式を維持し、高効率な手法の開発に成功した。

全3頁(2535-2537)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋達也、山内潤治、中野久松
38 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Frequency-dependent LOD-FDTD implementations for dispersive media
Jun Shibayama, Ryo Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEE Electronics Letters

42/ 19, 1084-1086
2006/09



筆者らが提案した局所的1次元(LOD)法に基づく差分時間領域(FDTD)法を、周波数分散性媒質が扱えるように拡張した。計算例として金属クラッド光導波路を取り上げ、パルスの伝搬解析を行った。本手法は陰解法であるため、大きな時間刻み幅の利用できる利点がある。その結果、計算時間を従来のFDTD法の約20%まで低減することができた。

全3頁(1084-1086)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋 諒、山内潤治、中野久松
39 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Leakage loss and phase variation of a buried directional coupler on a silicon substrate
Junji Yamauchi, Kazuhiro Ose, Jun Shibayama, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

18/ 17, 1873-1875
2006/09



高屈折率のシリコン基板の存在が方向性結合器の漏れ損失と位相変化に及ぼす影響を、虚軸ビーム伝搬法を用いて考察している。基板がコアに極端に近い場合を除いて、基板がない場合に比べて結合長の長くなることを見出している。また、漏れ損失を低減させるため、低屈折率層をクラッドと基板間に挿入させた場合も検討している。

全3頁(1873-1875)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、大瀬和洋、柴山 純、中野久松
40 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Performance evalutation of several implicit FDTD methods for optical waveguide analyses
Jun Shibayama, Mitsunori Muraki, Ryo Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

24/ 6, 2465-2472
2006/06



最近開発された陰解法の差分時間領域(FDTD)法の性能評価を行っている。検討したのは交互方向陰解法(ADI)に基づくFDTD、筆者らの提案した局所的1次元法(LOD)に基づくFDTD、それらの緩慢変化包絡線型(envelope)である。種々の光導波路解析を行った結果、envelope-LOD- FDTDは従来の陽解法のFDTDと同等の精度の数値結果が、わずか1/4の計算時間で得られることを明らかにした。

全8頁(2465-2472)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、村木弘法、高橋 諒、山内潤治、中野久松
41 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) A three-dimensional horizontally wide-angle noniterative beam-propagation method based on the alternating-direction implicit scheme
Jun Shibayama, Tatsuya Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters

18/ 5, 661-663
2006/03



平面光回路の導波パターンが一般に水平方向のみであることに着目し、横方向にのみ広角伝搬アルゴリズムを導入した交互方向陰解法に基づく3次元ビーム伝搬法を開発した。本手法では反復計算を必要とすることなく、伝搬方向の誤差を1次に低減することに成功した。傾斜導波路と端面反射部を持つ導波路を解析し、本手法の有効性を議論した。

全3頁(661-663)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋達也、山内潤治、中野久松
42 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Efficient implicit FDTD algorithm based on locally one-dimensional scheme
Jun Shibayama, Mitsunori Muraki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEE Electronics Letters, vol.41, no. 19

41/ 19, 1046-1047
2005/09



局所的1次元(LOD)法を初めて差分時間領域(FDTD)法に導入した。従来の交互方向陰解法に基づくADI-FDTDと同等の計算精度を獲得しつつ、極めて簡便なアルゴリズムが構築できることを明らかにした。数値例として、光導波路の端面反射問題を取り上げ、時間刻み幅に対する光波の反射率を、ADI- FDTD、FDTDの結果と比較しながら議論した。

全2頁(1046-1047)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、村木弘法、山内潤治、中野久松
43 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Efficient absorbing layers for the guided-mode analysis using the imaginary-distance BPM
Jun Shibayama, Tomohide Yamazaki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
Optical and Quantum Electronics, vol. 37, no. 9, pp. 855-863

37/ 9, 855-863
2005/07



虚軸ビーム伝搬法を用いて、導波モード解析を行う場合、従来の完全整合層(PML)を用いるとしばしば計算が不安定になる問題があった。本論文では、PMLを適切に変形することで、この問題を解決できることを明らかにしている。平面波解を用いて、変形したPMLの理論的考察も行っている。計算例として2次元スラブ導波路と、3次元金属導波線路を解析している。

全9頁(855-863)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、山崎智英、山内潤治、中野久松
44 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Comparative study of several time-domain methods for optical waveguide analyses
Jun Shibayama, Mitsunori Muraki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

23/ 7, 2285-2293
2005/07



時間領域ビーム伝搬法(TD-BPM)の性能評価を統一的に行った。特に、差分型のTD-BPMとして全帯域型(FB)、広帯域型(WB)を新たに定式化し、狭帯域型(NB)とともに、有限差分時間領域(FDTD)法の結果と比較した。すべての手法で数値分散関係式も導出した。WB-TD-BPMに対しては反復型交互方向陰解法を導入し、計算時間の低減を図った。導波路グレーティングを解析した結果、同等の反射スペクトルが反復型WB-TD-BPMではFDTDの半分以下の計算時間で得られた。

全9頁(2285-2293)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、村木弘法、山内潤治、中野久松
45 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Si基板上に形成された光導波路の漏れ損失
山内潤治、藤田裕次、柴山 純、中野久松
電子情報通信学会論文誌C, vol. J88-C, no. 4, pp. 283-285, APR 2005.

J88-C/ 4, 283-285
2005/04



高屈折率のSi基板上に形成された光導波路の漏れ損失を種々の手法を用いて解析する。更に、クラッドと基板の間に低屈折率のSiO2膜を挿入した場合の損失低減効果を明らかにする。

全3頁(283-285)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、藤田裕次、柴山 純、中野久松
46 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Propagation loss of bent light-guiding metal line loaded on embedded dielectric core
Tomohide Yamazaki, Hideaki Aono, Junji Yamauchi, Jun Shibayama, and Hisamatsu Nakano,
IEE Electronics Letters

41/ 6, 319-320
2005/03



半埋め込み構造の光導波路上に金属膜を付加した曲がり金属光導波線路の解析を、ビーム伝搬法を用いて行っている。波長1.55 μmにおいて、曲げ半径を200 μm程度に小さくすると、曲がり導波線路の伝搬損失は、直線導波線路の伝搬損失よりも小さくなることを見出している。

全2頁(319-320)中理論検討を担当 共著者:山崎智英、青野英明、山内潤治、柴山 純、中野久松
47 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Eigenmode analysis of a light-guiding metal line loaded on a dielectric substrate using the imaginary-distance beam-propagation method
Jun Shibayama, Tomohide Yamazaki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, vol. 23, no. 3

23/ 3, 1533-1539
2005/03



誘電体基板上に設置された金属薄膜からなる光導波線路の固有モード解析をはじめて行った。解析に用いる交互方向陰解法に基づく虚軸ビーム伝搬法の有効性を、従来の手法と比較しながら議論した。0.2μm厚の金薄膜からなる光線路を解析した結果、高次モードばかりでなく基本モードにおいてもカットオフとなる金属幅のあることを見出した。金属薄膜からなる光線路の問題点は、伝搬損失の大きいことである。そこで、伝搬損失を低減させるため、金属薄膜の下に誘電体のコアを挿入した構造を提案した。

全7頁(1533-1539)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、山崎智英、山内潤治、中野久松
48 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Numerical analysis of DFB lasers with uniform longitudinal intensity distributions using the modified time-domain traveling-wave algorithm
Jun Shibayama, Mitsunori Muraki, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
Microwave and Optical Technology Letters, vol. 44, no. 1

44/ 1, 56-58
2005/01



時間領域進行波アルゴリズムを用いて,DFBレーザの共振器方向の光強度平坦化を議論した.位相シフトの位置を増やし,同時に結合係数の値を適切に選ぶことが,効率よい光強度の平坦化に寄与することを見出した.

全3頁(56-58)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、村木弘法、山内潤治、中野久松
49 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) A finite-difference time-domain beam-propagation method for TE- and TM-wave analyses
Jun Shibayama, Atsushi Yamahira, Takanori Mugita, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, vol. 21, no. 7

21/ 7, 1709-1715
2003/07



TE波に加え、従来扱えなかったTM波を扱える差分形時間領域ビーム伝搬法を開発した。空間の離散化には4次精度差分式を、時間軸の離散化には(2,2)次のパデ近似を導入することで大きな刻み幅の利用を可能にし、計算時間の短縮を図った。時間方向の詳細な誤差解析も行った。反射問題として導波路端面構造、導波路グレーティングを解析した。グレーティングの周波数特性の計算時間は、FDTD法のわずか30%であった。全7頁(1709-1715)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、山平敦史、麦田隆紀、山内潤治、中野久松
50 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Design of a wavelength demultiplexer based on a bent waveguide coupler using the three-dimensional beam-propagation method
Jun Shibayama, Koichi Sadano, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEICE Trans. on Electronics, vol. E86-C, no. 5

E88-C/ 5, 765-770
2003/05



セミベクトルビーム伝搬法を用いて、屈曲した多モード干渉導波路形波長分割器を設計した。波長0.85μm、1.55μmを分割するために、直線多モード導波路では1000μm以上の結合長が必要になる。これに対して、導波路を半径1500μmで屈曲させると、結合長が200μm以下に抑えられることを明らかにした。結果として、両波長とも90%以上の出力パワーが得られた。また、偏波の依存性も低く抑えられていることを明示した。全6頁(765-770)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、定野浩一、山内潤治、中野久松
51 (MISC)その他記事
単著
(博士論文) 高精度差分ビーム伝搬法の開発と光導波路問題への応用
柴山 純
博士論文(法政大学)


2001/09



本論文では、種々の導波形光機能素子の特性を評価し得る高精度な差分形ビーム伝搬法を開発した。2次元解析のための手法に加え、実用上重要な3次元解析のための手法を、固有モード解析、ビーム伝搬解析、時間領域解析のすべてにおいて開発した。これらの手法を、WDM通信を構成する光デバイスとして必要不可欠な屈曲光導波路とファイバグレーティングに応用し、それらの特性の詳細な解明を行った。
52 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Comparative study of absorbing boundary conditions for the time-domain beam propagation method
Jun Shibayama, Tomokazu Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 13, No. 4

13/ 4, 314-316
2001/04



時間領域差分ビーム伝搬法に共在補対演算子法を初めて導入した。特に、これまで提案されてきた境界条件(Higdon、補対演算子法、完全吸収層)と比較し、共在補対演算子法の吸収性能が16層の完全吸収層に匹敵することを明らかにした。また、この時使用メモリー量が低減できることも明らかにした。 全3頁(314~316頁)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋智和、山内潤治、中野久松
53 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Efficient time-domain finite-difference beam propagation methods for the analysis of slab and circularly symmetric waveguides
Jun Shibayama, Tomokazu Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, Vol.18, No.3

18/ 3, 437-442
2000/03



スラブ構造導波路と回転対称構造導波路用の時間領域ビーム伝搬法を検討した。伝搬方向の微分にダグラス法を導入することで、精度を改善した。ファイバグレーティングの解析例において、FDTD法の結果と比較議論し、提案する手法の有効性を明示した。 全6頁(437~442頁)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋智和、山内潤治、中野久松
54 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Time-domain finite-difference BPM with Pade approximants in time axis for analysis of circularly symmetric fields
Jun Shibayama, Tomokazu Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEE Electronics Letters, Vol.36, No.4

36/ 4, 319-320
2000/02



パデ(2,2)次の演算子を時間領域ビーム伝搬法の時間軸に適用した。時間軸の演算の精度を4次まで改善することで、大きな時間刻み幅が使用できることを明らかにした。時間刻み幅の上限についても議論した。 全2頁(319~320頁)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋智和、山内潤治、中野久松
55 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Application of the generalized Douglas scheme to optical waveguide analysis
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, and Hisamatsu Nakano
Optical and Quantum Electronics, Vol.31, No.9/10

31/ 9/10, 675-687
1999/10



3重対角行列で4次精度を実現する差分スキームを開発し、光導波路の解析に応用した。グレーデッド形ファイバの固有モードとリブ導波路カプラの結合長を評価し、従来の手法よりも精度の向上したことを確認した。時間領域差分ビーム伝搬法にも応用した。 全13頁(675~687頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、中野久松
56 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Finite-difference time-domain beam propagation method for analysis of three-dimensional optical waveguides
Jun Shibayama, Tomokazu Takahashi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEE Electronics Letters, Vol.35, No.18

35/ 18, 1548-1549
1999/09



交互方向陰解法を用いて、3次元導波路解析用の時間領域ビーム伝搬法を開発した。開発した手法では、空間および時間に関して2次精度を達成した。光ファイバ端面でのパルスの反射問題に言及し、最適な時間刻みの選択法に関する指針も与えた。 全2頁(1548~1549頁)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、高橋智和、山内潤治、中野久松
57 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Efficient nonuniform schemes for paraxial and wide-angle finite-difference beam propagation methods
Jun Shibayama, Kenji Matsubara, Minoru Sekiguchi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, Vol.17, No.4

17/ 4, 677-683
1999/04



一般化したダグラス法に基づいて、不等間隔グリッドのための高能率な差分ビーム伝搬法を開発した。2次元問題において、二つの手法(計算領域法、物理領域法)を議論した。計算領域法では写像関数を応用することで、簡単なアルゴリズムを構築した。物理領域法では、グリッドの選択の自由さを維持しながら、4次精度を実現した。物理領域法の利点を生かして、アダプティブグリッドの手法をも取り入れ、広角にわたる伝搬ビームを解析できることを明示した。 全7頁(677~683頁)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、松原健二、関口稔、山内潤治、中野久松
58 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Semivectorial mode analysis of a rib waveguide by an imaginary-distance beam-propagation method based on the generalized Douglas scheme
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, Shu Nakamura, and Hisamatsu Nakano
IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS

E81-C/ 12, 1889-1891
1998/12



一般化したダグラス法に基づく虚軸ビーム伝搬法により、リブ導波路の固有モードを解析している。通常の差分法による結果よりも固有モードの収束の速いことを明示している。 全3頁(1889~1891頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、中村 周、中野久松
59 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Eigenmode analysis of optical waveguides by an improved finite-difference imaginary-distance beam propagation method
Jun Shibayama, Minoru Sekiguchi, Junji Yamauchi, and Hisamatsu Nakano
ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART II-ELECTRONICS

81/ 4, 1-9
1998/04



「改良差分虚軸ビーム伝搬法による光導波路の固有モード解析」の Scripta Technica 社による翻訳版
60 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) 改良差分虚軸ビーム伝搬法による光導波路の固有モード解析
柴山 純、関口 稔、山内潤治、中野久松
電子情報通信学会論文誌C-I, Vol.J81-C-I, No.1

J81-C-I/ 1, 9-16
1998/01



一般化したダグラス法に基づく改良形差分ビーム伝搬法に虚軸法を適用し、光導波路の固有モード解析を行っている。まず、定式化を偏波の依存性を含めて行う。更に、実効屈折率を評価する際に参照屈折率を逐次更新する簡便な方法を考案している。応用例として、等価屈折率法と併用し、3次元多重量子井戸構造導波路の固有モードを解析する。他の手法との一致を確認している。最後に、交互方向陰解法を導入し、グレーデッドインデックス形ファイバを解析している。厳密解との比較から、直接3次元解析した場合の有効性を示している。 全8頁(9~16頁)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、関口 稔、山内潤治、中野久松
61 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) 一般化したダグラス法に基づく時間領域差分ビーム伝搬法
柴山 純、山内潤治、中野久松
電子情報通信学会論文誌 C-I, Vol.81-C-I, No.1

81-C-I/ 1, 38-39
1998/01



高精度な時間領域差分ビーム伝搬法を初めて定式化している。ステップインデックス形スラブ導波路における光パルスの伝搬解析により、手法の有効性を証明している。従来の手法に比べ、計算時間を約1/3に短縮できることを明らかにしている。 全2頁(38~39頁)中、理論検討、論文執筆を担当 共著者:柴山 純、山内潤治、中野久松
62 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Modified finite-difference formula for the analysis of semivectorial modes in step-index optical waveguides
Junji Yamauchi, Minoru Sekiguchi, Osamu Uchiyama, Jun Shibayama, and Hisatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters, Vol.9, No.7

9/ 7, 961-963
1997/07



セミベクトルモードを解析するための差分式を改良した。従来の式が1次精度であったのに対して、提案式は2次精度を達成した。また、不連続部の位置を任意化する際の手法も提案した。埋め込み形導波路の実効屈折率の計算より、提案の式の収束が従来のものよりも速いことを明らかにした。 全3頁(961~963頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、関口 稔、内山 理、柴山 純、中野久松
63 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Finite-difference beam propagation method based on the generalized Douglas scheme for a nonuniform grid
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, Minoru Sekiguchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters, Vol.9, No.1

9/ 1, 67-69
1997/01



従来、等間隔グリッドにのみ有効とされてきたダグラス法を不等間隔グリッドにも応用できるように拡張し、光導波路の解析を行った。界分布と実効屈折率の精度を不等間隔比の変化に対して算出し、クランクニコルソン法に比べ、大幅な精度改善を達成した。 全3頁(67~69頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、関口 稔、中野久松
64 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Improved multistep method for wide-angle beam propagation
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, Minoru Sekiguchi, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters Vol.8, No.10

8/ 10, 1361-1363
1996/10



光導波路中のビームが伝搬軸から逸れている場合にもビームのふるまいを追跡できるように、マルチステップ法を改良した。3ステップ法を使用すれば、45度傾斜したビームまで、参照屈折率の選択にかかわらず解析できることを実証した。 全3頁(1361~1363頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、関口 稔、中野久松
65 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Improved finite-difference beam-propagation method based on the generalized Douglas scheme and its application to semivectorial analysis
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, Osamu Saito, Osamu Uchiyama, and Hisamatsu Nakano
IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, Vol.14, No.10

14/ 10, 2401-2406
1996/10



一般化したダグラス法に基づく差分ビーム伝搬法をセミベクトル解析にも適用できるように改良した。提案した手法により、屈曲した埋め込み形導波路を解析し、屈曲損失の偏光依存性を算出した。さらに、トレンチ部がどのように屈曲損失を低減するかを、界分布から説明した。 全6頁(2401~2406頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、斎藤 修、内山 理、中野久松
66 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Finite-difference beam propagation method using the oblique coordinate system
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, and Hisamatsu Nakano
ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART II-ELECTRONICS

78/ 6, 20-27
1995/06



「斜交座標系を用いた差分ビーム伝搬法」の Scripta Technica 社による翻訳版
67 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Modified finite-difference beam propagation method based on the generalized Douglas scheme for variable coefficients
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, and Hisamatsu Nakano
IEEE Photonics Technology Letters Vol.7, No.6

7/ 6, 661-663
1995/06



ダグラス法を変数係数をも考慮できるように一般化している。クランクニコルソン法に比べて、フレネル方程式を精度よく解析できることを2次元スラブ導波路および3次元ファイバ導波路で実証している。殆ど同じ計算時間で、高次の手法と同程度の精度を維持している。 全3頁(661~663頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、中野久松
68 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) FFT beam-propagation method using Pade approximant operators
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, and Hisamatsu Nakano
ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART II-ELECTRONICS

78/ 3, 12-18
1995/03



「パデ近似演算子を用いたFFT形ビーム伝搬法」の Scripta Technica 社による翻訳版
69 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) Wide-angle propagating beam analysis based on the generalized Douglas scheme for variable coefficients
Junji Yamauchi, Jun Shibayama, and Hisamatsu Nakano
Optics Letters Vol.20, No.1

20/ 1, 7-9
1995/01



(1.1)次のパデ演算子を用いた波動方程式に一般化したダグラス法を適用して、広角にわたる伝搬ビームを解析する手法を提案している。従来のクランクニコルソン法を用いた場合に比べて、伝搬誤差を低減できることを明示した。 全3頁(7~9頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、中野久松
70 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) 斜交座標系を用いた差分形ビーム伝搬法
山内潤治、柴山純、中野久松
電子情報通信学会論文誌 Vol.J77-C-I, No.12

J77-C-I/ 12, 740-745
1994/12



斜交座標を採用した差分形ビーム伝搬法を提案している。定式化の後、傾斜したステップインデックス形スラブ導波路において、基本モードの伝搬誤差をモード不整合損で評価している。その結果、モード不整合損が低く抑えられることを見出す。光導波路ベンドの解析では、計算領域が有効に使える利点を明示する。 全6頁(740~745頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、中野久松
71 研究論文(学術雑誌)
共著
(論文) パデ近似演算子を用いたFFT形 ビーム伝搬法
山内潤治、柴山純、中野久松
電子情報通信学会論文誌 Vol.J77-C-I, No.8

J77-C-I/ 8, 490-495
1994/08



FFTを用いたビーム伝搬法に、(1.1)次のパデ近似演算子を適用している。パデ式を導出した後、従来の近軸式、広角式との関係を述べる。次にステップインデックス形直線導波路において、基本モードの伝搬誤差をモード不整合損で評価する。横方向のきざみ幅を小さくしても、パデ式が損失性をもたないことを実証する。更に、傾斜した導波路の解析を行い、傾斜角が25度程度まで、パデ式の結果が広角式のものと同程度の精度を維持することを明らかにしている。 全6頁(490~495頁)中、理論検討を担当 共著者:山内潤治、柴山 純、中野久松