Simulação e análise da propagação de pulsos ópticos em estruturas fotônicas

Resumo

Nos últimos anos um considerável número de pesquisadores tem se dedicado à área de simulação utilizando métodos numéricos aplicados ao eletromagnetismo. Como resultado deste esforço, várias técnicas de simulação têm sido reportadas na literatura. Considerando a potencialidade e versatilidade das formulações vetoriais, pretende-se desenvolver modelos e códigos numéricos que permitam simular e analisar as características de novas estruturas de grande importância prática (por exemplo, leaky-waveguides) e desenvolver um método de otimização de parâmetros estruturais baseados em algoritmos genéticos (AG). Pretende-se incluir também, aplicações baseadas na nova técnica de analise espaço-tempo. Os resultados obtidos neste trabalho, serão comparados a resultados experimentais da literatura e na medida do possível, serão validados experimentalmente através da interação com grupos de pesquisas que tenham a capacidade de fabricar os dispositivos analisados. O projeto está concebido para ser desenvolvido integramente utilizando o Método dos Elementos Finitos (FEM, Finite Element Method) e será dividido em duas partes modulares: a primeira, é o desenvolvimento e aplicação de um propagador vetorial no domínio da freqüência para análise de estruturas com variações da geometria e dos materiais ao longo da direção da propagação, estruturas que suportam a propagação de modos de fuga (Leaky-waveguides) e estruturas do tipo cristais fotônicos (Photonics Crystals Fibers). Na segunda parte, pretende-se desenvolver códigos robustos e eficientes, baseados no domínio Espaço-Tempo, capazes de resolver as equações escalares de onda, deduzidas a partir das equações de Maxwell, levando-se em conta simultaneamente os efeitos espaciais e temporais sobre as ondas propagantes. (AU)