Cálculo por elementos finitos dos parâmetros de dispersão de alta ordem de estruturas fotônicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mores Junior, José Amilton
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615330
Resumo: Orientador: Hugo Enrique Hernández Figueroa
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spelling Cálculo por elementos finitos dos parâmetros de dispersão de alta ordem de estruturas fotônicasFinite element calculation of the higher-order dispersion parameters of photonic structuresMétodo dos elementos finitosFotônicaDispersãoÓtica não-linearFinite element methodPhotonicsDispersionNonlinear opticsOrientador: Hugo Enrique Hernández FigueroaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Uma estratégia numérica eficiente para calcular os parâmetros de dispersão de alta ordem em guias ópticos e apresentada. No que e de nosso conhecimento, pela primeira vez na literatura um estudo sistemático dos erros envolvidos no processo de calculo numérico de tais parâmetros e feito, mostrando que a presente estratégia e capaz de modelá?los com precisão superior aquela que pode ser fornecida pelo estado da arte dos processos de fabricação. Tal abordagem combina um simulador modal completamente vetorial baseado no Método dos Elementos Finitos e um algoritmo apropriado de diferenciação por diferenças finitas. O seu desempenho foi cuidadosamente validado por meio da analise de varias geometrias?chaves. Adicionalmente, a otimização dos parâmetros de dispersão de alta ordem pode ser feita acoplando?se ao esquema um algoritmo genético, como mostrado aqui por meio do projeto de Fibras de Cristais Fotônicos apropriadas para aplicações em amplificação paramétrica. Por fim, e proposto um novo Modelo Vetorial de Quatro Ondas para Guias com Alto Contraste de Índice de Refração que e deixado para servir de base em trabalhos futurosAbstract: An efficient numerical strategy to compute the higher-order dispersion parameters of optical waveguides is presented. To the best of our knowledge, for the first time in the literature a systematic study of the errors involved in the higher-order dispersions' numerical calculation process is made, showing that the present strategy can model those parameters with greater accuracy than the one that can be provided by optical waveguides' state of the art manufacturing processes. Such strategy combines a full-vectorial finite element modal solver and a proper finite difference differentiation algorithm. Its performance has been carefully assessed through the analysis of several key geometries. In addition, the optimization of those higher-order dispersion parameters can also be carried out by coupling to the present scheme a genetic algorithm, as shown here through the design of Photonic Crystal Fibers suitable for parametric amplification applications. Finally, a new Four-Wave Vectorial Model for High Refractive-Index-Contrast Optical Waveguides is proposed and left to be used as a basis for future worksDoutoradoTelecomunicações e TelemáticaDoutor em Engenharia Elétrica[s.n.]Hernández-Figueroa, Hugo Enrique, 1959-Frasson, Antonio Manoel FerreiraMarconi, Jorge DiegoSodré Junior, Arismar CerqueiraRached, Michel ZamboniUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMores Junior, José Amilton2011info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf153 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615330MORES JUNIOR, José Amilton. Cálculo por elementos finitos dos parâmetros de dispersão de alta ordem de estruturas fotônicas. 2011. 153 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615330. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/795061porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T06:15:53Zoai::795061Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T06:15:53Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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