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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Modelagem de estruturas fotonicas por elementos finitos 2D no dominio do tempo
Author: Rodriguez Esquerre, Vitaly Felix
Advisor: Hernández-Figueroa, Hugo Enrique, 1959-
Figueroa, Hugo Enrique Hernandez
Abstract: Resumo: Esta tese apresenta uma metodologia numérica eficiente e robusta para a análise de estruturas fotônicas tanto em coordenadas cartesianas como cilíndricas, e pressupõe estruturas com índices de refração arbitrários. Os algoritmos, baseados no método dos elementos finitos, foram desenvolvidos no domínio do tempo e da freqüência. A primeira abordagem é baseada no método de propagação de ondas (WPM: Wave Propagation Method), levando-se em conta três esquemas: banda estreita (desprezando a segunda derivada temporal), banda larga (via aproximação de Padé) e banda total (resolvendo a segunda derivada temporal); neste caso utilizaram-se as camadas perfeitamente casadas (PML, Perfectly Matched Layer), para evitar as reflexões nas fronteiras do domínio computacional. A segunda abordagem trata do cálculo das bandas proibidas e da análise modal das chamadas estruturas sobre meios denominados de cristais fotônicos, "photonic crystals". Diversos dispositivos fotônicos são analisados, redes dielétricas planares e, em fibras, guias curvos com cavidades ressonantes (no domínio do tempo) e uma análise detalhada de estruturas periódicas, incluindo-se anisotropia (no domínio da freqüência), que são de grande importância no processamento de sinais ópticos

Abstract: This thesis shows an efficient and powerful numerical metodology to analyze photonic structures in cartesian and cylindrical coordinates and they are supposed to have arbitrary refractive indexes. The algorithms, based on the finite element method, were developed in time and frequency domains. The first algorithm is based on the wave propagation method (WPM) taking into account three schemes: narrow band (the second time derivative is neglected), wide-band (through Padé approximation) and total-band (solving the second time derivative). The Perfectly Matched Layers (PML) were used to avoid undesired reflections from the computational boundaries.. The second algorithm was developed to compute the forbbiden bands and to have a modal analysis of guiding structures called photonic crystals. Several photonic devices were analyzed, slab and fiber dielectric grating, sharp bend guides with ressonant cavities (time domain) and also a detailed analysis of periodic structures, including anisotropy (frequency domain), is also done. These photonic devices are important for optical signal processing
Subject: Método dos elementos finitos
Ótica integrada
Guias de ondas óticas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2003
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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