エンジニアの為の独創性を高める解析手法の公開

所属名称は、Triple Is Lab（トリプル・アイズ・ラボ）です。３つのIは、Intelligence（知性）, Imagination（創造）, Invention（発明）を意味しています。アインシュタインの有名な言葉に、真の知性とは、知識ではなく想像力だ。 The true sign of intelligence is not knowledge but imagination.　とあります。現在CHAT GPTに代表されるように生成型AIの登場により、あらゆる知識が網羅された文書が自在に制作されるようになりましたが、この言葉にあるように、知識だけではなく、創造性が重要になり、我々人間は、この創造性を磨き、よりよい価値観のある豊かな生活を過ごせるようにしていくべきと考えています。物つくりがより重要になり、その創造性を高めて、その価値観を発明として高く評価できるようにしていくべきと考えます。このモットに従い、Triple Is Labでは、まずは、NOTＥにより、技術的なノウハウを提供していき、優れたエンジニア育成の一助になればと考えています。

　このNOTEでは、自分の長年の経験を生かして、物作りに役立つ、解析という観点でのノウハウを広く公開しています。タイトルにあるように、基本的な原理をわかりやすく、「エンジニアの為の独創性を高める解析手法」としてまとめています。

・多岐に渡る技術分野：光ファイバ光学系
分野としては、マイクロ波、電気回路、材料・構造力学、光ファイバ光学系などになっています。
ここで、光ファイバ光学系を取り上げているのは、なぜかと思われると思いますが、著者が携わってきた「ものつくり」は、最先端の光通信向けデバイスの研究開発だったので、光ファイバ光学系のノウハウも含めていて、この分野のエンジニアにもおしげもなく、実用的な解析のノウハウを開示していき、現役のエンジニアの開発に少しでも貢献できればと思っています。

・多岐に渡る技術分野：異なる分野の集大成
回路、マイクロ波の電気系から、構造解析や、熱解析も含めている点について、説明すると、ものつくりには、どうしても、構造的なパッケージングを用いるので、全体の性能にも関わってきますので、ものつくりとして、必須な技術分野をほぼ網羅しています。なお、現在の開発では、異なる分野のエキスパートが寄り集まり、ものつくりをしていますが、著者の開発経験からは、一人のエンジニアが、深くはなくてもよいけれど、大まかな原理を理解し、全ての技術分野を公平に考えて、各々のトレードオフを際立たせながら、オプティマイズすることで、各々の分野のエキスパート集団でのものつくりよりも、より最適化された「もの」ができあがるというのが、著者の信念です。もちろん、分担開発を全面否定するのではなく、グランドデザインを考える場合、参加者全員が、異なる分野にもある程度精通していて、活発に議論していくのが、ベストではないかと思っています。

・記事の内容：
内容としては、各分野の技術の原理について、分かりやすく整理したうえで、実用的な解析手法のノウハウを公開していくという手順で進めていきます。教科書で記載されている解析だけでは、実用解析には、不十分ですので、より、実用的な解析手法に落とし込み、この解析手法を元に、より、設計性を向上できれば、研究開発の効率があがります。
一方、シミュレータで解析している方々が大半かと思いますが、シミュレータだけでの計算結果をどのように理解するかという観点においても、アナログ的な解析手法で特性について理解しておくことが、基本中の基本になると思いますので、シミュレータ解析の土台であると言っても過言ではないと思います。
なお、メインとなる解析部分は、手書き資料（PDF）となっていて、一部、有料記事としています。

・これからの予定：
これから、順次記事にしていく記事の目録を目次として以下に示します。

１．マイクロ波系
１－１．マイクロ波の基礎理論
１－２．ＹパラメータＳパラメータ変換、ＳパラメータＺパラメータ変換
１－３．スペクトル解析
１－４．スミスチャート
１－５．様々な実装ケースにおけるインピーダンス検討
１－６．様々なパターンにおけるクロストーク検討
１－７．ワイヤのインダクタンスとキャパシタンスの実用的な解析

２． 電気回路系
２－１．信号解析：フーリエ変換
２－２．電圧帰還型プリアンプ
２－３．プリアンプの雑音特性
２－４．ワイヤのインダクタンス＆キャパシタンスの計算
２－５．光サージ補償保護回路
２－６．デバイスの数式で表記された表現をSPICEモデルに組込むノウハウ

３．材料・構造力学系
３－１．弾性論のまとめ
３－２．棒のまげ
３－３．押さえジグのたわみ
３－４．片持ちはりの直列接続
３－５．張り合わせ板のたわみ
３－６．最大曲げ応力と平等強さはり
３－７．構造体の振動理論
３－８．片持ちはりの振動共振周波数
３－９．共振周波数の向上化検討
３－１０．構造体の強度

４．光ファイバ光学系
４－１．ガウスビーム伝搬
４－２．光線マトリックス
４－３．光ファイバ光学系＋ＰＤの結合トレランス（規格化ケース含む）の計算
４－４．１球レンズ系のビーム特性計算
４－５．テーパ先球ファイバ、斜め研磨ファイバの場合
４－６．裏面レンズ付きＰＤの場合
４－７．コリメータ対向結合トレランス（楕円、チルト含む）
４－８．光の反射率計測手法の整理と光学系での反射率計算手法
４－９．偏光モニタデバイスの設計を通じて、偏光を理解する

５．熱検討
５－１．基板と発熱源の熱抵抗
５－２．異種材料の熱応力