Estudo de uma antena ótica para comunicação inter-satélites

• Autor(a) principal: Gomes, Rui David Furtado Ribeiro
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/17818
• topic: Antenas Óticas; Transmissão Ótica Extraordinária; Interação da luz com a Matéria; Difração; Comunicações Óticas inter-satélites; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

A evolução da nanotecnologia possibilitou o desenvolvimento de novos dispositivos, fabricados a uma escala nanométrica, nomeadamente os dispositivos designados por nanoantenas ou antenas óticas, que nos dias de hoje têm sido alvo de uma intensa atividade de investigação e desenvolvimento, procurando atingir a possibilidade de confinar a radiação eletromagnética em dimensões espaciais mais pequenas que o comprimento de onda da luz. A potencialidade destes dispositivos é fascinante, pois cobre um conjunto muito vasto de aplicações. Esta dissertação tem como objetivos principais estudar e caracterizar, numa perspetiva clássica, uma antena ótica que possa ser integrada no emissor ou recetor de um sistema de comunicações óticas inter-satélites. Nesta dissertação foi realizado um estudo teórico sobre a interação da luz com a matéria, nomeadamente o comportamento dos metais em frequências óticas e a propagação de plasmões superficiais numa interface dielétrico/metal, que são fundamentais para compreender o fenómeno de transmissão ótica extraordinária. Foi efetuado um estudo comparativo e realizada uma revisão das teorias clássicas da difração de ondas eletromagnéticas, de Fraunhofer, Fresnel e Kirchhoff e das teorias da difração da luz por fendas menores do que o comprimento de onda de Bethe e Bouwkamp. Os resultados obtidos, de acordo com as teorias clássicas da difração, foram comparados com os resultados obtidos através de simulações com o programa COMSOL Multiphysics®. Por fim, foi dimensionada e simulada uma antena ótica que pode ser integrada num emissor ou recetor de um sistema de comunicações óticas inter-satélites, em que se verifica a ocorrência do fenómeno de transmissão ótica extraordinária.