Formulação em elementos finitos para estruturas ressonantes fotonicas
Kleber Zuza Nobrega
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP N669f
Campinas, SP : [s.n.], 2004.
120p. : il.
Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e da Computação
Resumo: Neste trabalho de tese, estão aqui apresentadas algumas ferramentas de
desenvolvimento para duas formulações distintas do Método dos Elementos Finitos
(MEF), nodal e com elementos de aresta, que, seguidamente, são aplicadas na análise
de estruturas fotônicas. Numa primeira etapa, três... Ver mais Resumo: Neste trabalho de tese, estão aqui apresentadas algumas ferramentas de
desenvolvimento para duas formulações distintas do Método dos Elementos Finitos
(MEF), nodal e com elementos de aresta, que, seguidamente, são aplicadas na análise
de estruturas fotônicas. Numa primeira etapa, três programas gerados em Matlab®
foram produzidos com o intuito de simplificar, estimular e facilitar o aprendizado do
MEF; contudo, no âmbito da pesquisa, estes também mostraram-se eficientes em
contemplar a possibilidade do desenvolvimento parcial de explorar novos códigos e
formulações em elementos finitos. Na seqüência, estes programas são devidamente
utilizados na simulação de algumas estruturas fotônicas lineares ou não-lineares,
através de códigos elaborados em Fortran. Em princípio, nestas estruturas destacam-se
três pontos principais: a geração de novas condições de camadas absorventes
perfeitamente casadas (Perfectly Matched Layers) para meios não-lineares; a proposta
de um novo guia de onda planar utilizando cristais fotônicos, para reduzir os níveis de
potência crítica no fenômeno de biestabilidade óptica; e, por último, a obtenção de uma
nova fibra óptica monomodo, com cristais fotônicos, possuindo uma região de
invariância bem superior àquelas comentadas na literatura Ver menos
desenvolvimento para duas formulações distintas do Método dos Elementos Finitos
(MEF), nodal e com elementos de aresta, que, seguidamente, são aplicadas na análise
de estruturas fotônicas. Numa primeira etapa, três... Ver mais Resumo: Neste trabalho de tese, estão aqui apresentadas algumas ferramentas de
desenvolvimento para duas formulações distintas do Método dos Elementos Finitos
(MEF), nodal e com elementos de aresta, que, seguidamente, são aplicadas na análise
de estruturas fotônicas. Numa primeira etapa, três programas gerados em Matlab®
foram produzidos com o intuito de simplificar, estimular e facilitar o aprendizado do
MEF; contudo, no âmbito da pesquisa, estes também mostraram-se eficientes em
contemplar a possibilidade do desenvolvimento parcial de explorar novos códigos e
formulações em elementos finitos. Na seqüência, estes programas são devidamente
utilizados na simulação de algumas estruturas fotônicas lineares ou não-lineares,
através de códigos elaborados em Fortran. Em princípio, nestas estruturas destacam-se
três pontos principais: a geração de novas condições de camadas absorventes
perfeitamente casadas (Perfectly Matched Layers) para meios não-lineares; a proposta
de um novo guia de onda planar utilizando cristais fotônicos, para reduzir os níveis de
potência crítica no fenômeno de biestabilidade óptica; e, por último, a obtenção de uma
nova fibra óptica monomodo, com cristais fotônicos, possuindo uma região de
invariância bem superior àquelas comentadas na literatura Ver menos
Abstract: In this thesis, it has been implemented some numerical and symbolic tools to
help in the development of computer subroutines of the Finite Element Method using
two distinct formulations, with nodal and edge elements, applied to analysis of photonic
structures. In a first stage, three... Ver mais Abstract: In this thesis, it has been implemented some numerical and symbolic tools to
help in the development of computer subroutines of the Finite Element Method using
two distinct formulations, with nodal and edge elements, applied to analysis of photonic
structures. In a first stage, three computer programs were developed using Matlab® to
simplify, to stimulate and to make easy the learning of the MEF. Concerning the
research aspects, such programs have been shown to be efficient in the development
and exploration of new computer codes and formulations in the MEF. Following, they
also have been used to simulate some linear and nonlinear photonic structures, written
in Fortran. At first, three main aspects have been considered: a series of new boundary
conditions (Perfectly Matched Layers) for nonlinear media; the proposal of a new planar
waveguide using photonic crystals, to reduce the critical power in the bistability
phenomenon; and, finally, a new topology of a monomode photonic crystal fibers having
a wider range of such characteristic than the conventional ones explored in the
literature Ver menos
help in the development of computer subroutines of the Finite Element Method using
two distinct formulations, with nodal and edge elements, applied to analysis of photonic
structures. In a first stage, three... Ver mais Abstract: In this thesis, it has been implemented some numerical and symbolic tools to
help in the development of computer subroutines of the Finite Element Method using
two distinct formulations, with nodal and edge elements, applied to analysis of photonic
structures. In a first stage, three computer programs were developed using Matlab® to
simplify, to stimulate and to make easy the learning of the MEF. Concerning the
research aspects, such programs have been shown to be efficient in the development
and exploration of new computer codes and formulations in the MEF. Following, they
also have been used to simulate some linear and nonlinear photonic structures, written
in Fortran. At first, three main aspects have been considered: a series of new boundary
conditions (Perfectly Matched Layers) for nonlinear media; the proposal of a new planar
waveguide using photonic crystals, to reduce the critical power in the bistability
phenomenon; and, finally, a new topology of a monomode photonic crystal fibers having
a wider range of such characteristic than the conventional ones explored in the
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Formulação em elementos finitos para estruturas ressonantes fotonicas
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