近年、ナノ構造に超短パルスを照射した際の時空間ダイナミクスが注目を集めている。本研究では、所望の超短パルスの時空間プロファイルを得るための設計手法として、時間領域のトポロジー最適化手法を提案する。超短パルスを直接取り扱うため、時間領域のマクスウェル方程式を用いて最適化問題の定式化を行った。目的関数は超短パルスの包絡線を用いて定義した。最適構造の境界を明確に表現可能なレベルセット法に基づいてトポロジー最適化を行った。数値例として、パルス幅を保持したまま入射パルスを集光するナノ構造の最適化設計を行い、本手法の有効性・妥当性を確認した。
