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Método FD-BPM semivetorial de ângulo largo para a análise de estruturas tridimensionais utilizando a ADI (2002)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: NASCIMENTO, VALTEMIR EMERENCIO DO - EESC
  • USP Schools: EESC
  • Sigla do Departamento: SEL
  • Subjects: ÓPTICA ELETRÔNICA; DISPOSITIVOS ÓPTICOS
  • Language: Português
  • Abstract: O projeto de dispositivos ópticos integrados é de fundamental importância no desenvolvimento de sistemas de comunicações ópticas. Por esse motivo, várias técnicas de modelamento para estes dispositivos tem surgido na literatura. Esta corrida em direção à sofisticação das ferramentas de modelamento decorre da evolução natural dos processos de fabricação, que tem permitido a construção de estruturas com geometrias bastante complexas. Dentre as várias técnicas utilizadas atualmente nas simulações de dispositivos fotônicos destaca-se o método da propagação do feixe (BPM). Este método apresenta como grande atrativo o fato de ser de fácil implementação e de apresentar baixa carga computacional. Inicialmente, a técnica BPM foi empregada utilizando a equação de onda escalar de Helmholtz. Esta abordagem é eficiente desde que a diferença entre os índices de refração dos materiais utilizados no guia de onda seja pequena e que a geometria da estrutura não apresente variações na direção de propagação. Entretanto, a luz é uma onda eletromagnética que possui propriedades intrinsecamente vetoriais. As propriedades vetoriais (efeitos de polarização) tornam-se importantes quando estruturas que apresentam elevado contraste de índices de refração precisam ser investigadas. Neste trabalho o fenômeno da polarização é avaliado através da utilização da equação de onda semivetorial de Helmholtz em três dimensões, a qual é desenvolvida em termos das componentes transversais decampo magnético (Formulação H). A solução da equação de onda semivetorial de Helmholtz é obtida pelo método BPM expandido em diferenças finitas (FD). Os aproximantes de Padé de ordem (1,0), equivalentes à propagação no limite paraxial, e de ordem (1,1), equivalentes à propagação em ângulo largo, são implementados e seus resultados discutidos ) A propagação do campo no FD-BPM tridimensional proposto aqui se dá através da utilização da técnica implícita das direções alternadas (ADI), a qual proporciona uma ótima estabilidade com baixo esforço computacional. A validação deste método é feita através da simulação de guias de onda tipo rib, avaliando parâmetros numéricos como: passo de propagação longitudinal, largura da gaussiana de excitação inicial, passo de discretização transversal, número de iterações e índice de referência. Adicionalmente, também é investigada uma fibra óptica com geometria tipo D. Estes resultados serão comparados com os resultados existentes na literatura para estas estruturas a fim de garantir a eficácia do método
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 28.06.2002
  • Acesso online ao documento

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    BibliotecaCód. de barrasNúm. de chamada
    EESC31100037010TESE 3828
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    • ABNT

      NASCIMENTO, Valtemir Emerencio do; BORGES, Ben-Hur Viana. Método FD-BPM semivetorial de ângulo largo para a análise de estruturas tridimensionais utilizando a ADI. 2002.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2002. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-07032016-105238/pt-br.php >.
    • APA

      Nascimento, V. E. do, & Borges, B. -H. V. (2002). Método FD-BPM semivetorial de ângulo largo para a análise de estruturas tridimensionais utilizando a ADI. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-07032016-105238/pt-br.php
    • NLM

      Nascimento VE do, Borges B-HV. Método FD-BPM semivetorial de ângulo largo para a análise de estruturas tridimensionais utilizando a ADI [Internet]. 2002 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-07032016-105238/pt-br.php
    • Vancouver

      Nascimento VE do, Borges B-HV. Método FD-BPM semivetorial de ângulo largo para a análise de estruturas tridimensionais utilizando a ADI [Internet]. 2002 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-07032016-105238/pt-br.php