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Análise de guias de ondas ópticos e de microondas pelo método dos elementos finitos (1999)

  • Authors:
  • Autor USP: FRANCO, MARCOS ANTONIO RUGGIERI - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PEA
  • Subjects: COMPONENTES DE MICRO-ONDAS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
  • Language: Português
  • Abstract: Neste trabalho, formulações escalares do Método dos Elementos Finitos (MEF) são utilizadas no cálculo das soluções de problemas de ondas TEM, TE, TM, 'E POT.X' e 'E POT.Y'. A formulação para o cálculo dos modos 'E POT.X' e 'E POT.Y' é umaextensão das formulações escalares apresentadas na literatura. Ela considera guias de ondas ópticos compostos de materiais dielétricos anisotrópicos com perfil arbitrário de índices de refração. Modos TEM, 'E POT.X' e 'E POT.Y' em guias de ondasquase-guiados são obtidos pela aplicação de uma formulação especial do MEF que incorpora a técnica das transformações espaciais. Essa formulação especial permite o cálculo acurado dos modos TEM em problemas de domínio aberto e freqüência decorte de guias ópticos. Os resultados obtidos para vários casos teste são comparados com aqueles apresentados na literatura. As matrizes resultantes da aplicação do MEF a vários problemas de propagação de ondas foram calculadas por meio deumatécnica de integração analítica estendida, a qual é também apresentada. Esta abordagem estendida, que leva em conta materiais com anisotropias e não homogeneidades arbitrárias, permite o cálculo das "matrizes universais" para elementosfinitos nodais em qualquer ordem de aproximação. O MEF foi aplicado no estudo de moduladores eletroópticos tipo Mach-Zehnder. Uma aproximação quase estática foi utilizada para a determinação dos parâmetros elétricos do modulador, enquantouma formulação escalar foi usada para o cálculo dos modos ópticos 'E POT.X' e 'E POT.Y' na aproximação quase-TE e quase-TM, respectivamente. O estudo do efeito de alguns parâmetros de fabricação de guias Ti:LiNb'O IND.3' sobre o comportamento depropagação das sondas ópticas foi incluído neste trabalho. Estes parâmetros afetam fortemente o projeto de dispositivos eletroópticos. É apresentada uma análise crítica dos modelos que relacionam a concentração de prótons às variações do índicede ) refração extraordinário, para guias manufaturados pela técnica de troca de prótons seguido de recozimento ("annealing"). Esta análise mostra a forte dependência das propriedades de propagação quando diferentes modelosconcentração-índice de refração são adotados. Um estudo cuidadoso deve ser conduzido para permitir o projeto computacional de guias ópticos formados por troca de prótons seguido de "annealing", a partir dos parâmetros de fabricação.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 14.10.1999
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      FRANCO, Marcos Antonio Ruggieri; CARDOSO, José Roberto. Análise de guias de ondas ópticos e de microondas pelo método dos elementos finitos. 1999.Universidade de São Paulo, São Paulo, 1999. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-10112003-152723/ >.
    • APA

      Franco, M. A. R., & Cardoso, J. R. (1999). Análise de guias de ondas ópticos e de microondas pelo método dos elementos finitos. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-10112003-152723/
    • NLM

      Franco MAR, Cardoso JR. Análise de guias de ondas ópticos e de microondas pelo método dos elementos finitos [Internet]. 1999 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-10112003-152723/
    • Vancouver

      Franco MAR, Cardoso JR. Análise de guias de ondas ópticos e de microondas pelo método dos elementos finitos [Internet]. 1999 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-10112003-152723/

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