Investigação numérica de fibras ópticas especiais para aplicação em sensores e transmissores ultrassônicos banda larga

• Processo: 22/10584-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro
• Beneficiário: Ricardo Ezequiel da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Sensores ópticos Análise numérica Propriedades acústicas Propriedades ópticas Fibra óptica Dispositivos ópticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dispositivos Acusto-ópticos | Fibras Ópticas Especiais | Moduladores acusto-ópticos | Sensores ópticos | Transmissores | Dispositivos a fibra óptica

Resumo

Este projeto visa a investigação numérica das propriedades acústicas e ópticas de fibras ópticas especiais com potencial para o desenvolvimento de moduladores acusto-ópticos de alta frequência e sensores e transmissores ultrassônicos de fibra óptica banda larga até 100 MHz. Tais dispositivos têm aplicações notáveis em telecomunicações, indústria, biomedicina e Defesa. Esta pesquisa pretende explorar os benefícios das fibras microestruturadas para superar as limitações de frequência, eficiência e sensibilidade em dispositivos reais baseados em fibras ópticas padrão sob investigação experimental. A fabricação e operação desses dispositivos são restritas pela alta atenuação, distorção e ressonâncias de sinais acústicos induzidas por frequência. Este estudo pretende minimizar esses problemas por meio de fibras de núcleo suspenso e fibras de núcleo oco, que são compostas por tubos com ar na seção transversal. Esses recursos são promissores para confinar e amplificar ultrassom de alta frequência no interior das fibras, aumentando drasticamente a interação dos modos acústico e óptico no núcleo da fibra. A metodologia inclui projeto, simulação e análise da geometria das fibras empregando técnicas de modelagem 2D e 3D baseadas no método dos elementos finitos. O objetivo final é propor novos designs e dispositivos para melhorar as respostas de frequência e temporal de sinais ultrassônicos com eficiência alta e plana em uma ampla faixa de frequência. Além disso, são esperadas informações úteis necessárias para a fabricação desses dispositivos. Em resumo, os resultados numéricos promoverão uma redução considerável de tamanho, material, energia consumida e custos gerais, possibilitando dispositivos acusto-ópticos ultracompactos e mais rápidos para modular lasers em fibra, assim como, sensores e transmissores fotoacústicos de alta resolução para microscopia ultrassônica e neuroestimulação de última geração. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DA SIVA, RICARDO E.; FRANCO, MARCOS A. R.; IEEE. Spectral Modulation of Antiresonant Hollow Core Optical Fiber with Flexural Acoustic Waves. 2023 INTERNATIONAL CONFERENCE ON OPTICAL MEMS AND NANOPHOTONICS, OMN AND SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, SBFOTON IOPC, v. N/A, p. 2-pg., 2023-01-01. (22/10584-9)