00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Tese
Título: Materiais inovadores em fotônica
Título(s) alternativo(s): Innovative materials in photonics
Autor(es): Silva Júnior, Cicero Julião da
Primeiro Orientador: Cavalcanti, Solange Bessa
metadata.dc.contributor.referee1: Brandão Filho, Paulo César Aguiar
metadata.dc.contributor.referee2: Albuquerque, Samuel Silva de
metadata.dc.contributor.referee3: Lobo, Tiago Peixoto da Silva
metadata.dc.contributor.referee4: Silva II, Gentil Luiz da
Resumo: A ciência percorre diversos caminhos, sendo um deles a descoberta de novas características em materiais. Dependendo dos caminhos trilhados, é possível alcançar novos materiais com características realmente inovadores. Dois tipos de materiais inovadores são abordados nesta tese. Ambos são materiais inovadores em fotônica. Após uma introdução sobre materiais com inovações advindas da manipulação de uma característica comum, o índice de refração, passamos a verificar o comportamento dos cristais fotônicos. A periodicidade das características ópticas nos materiais constituintes dos cristais fotônicos sempre foi vinculado a um fator espacial. Porém, se a variação periódica ocorrer temporalmente, fenômenos específicos surgem como consequência. Uma de tais características é o surgimento de uma onda refletida no espaço após uma mudança abrupta (temporal) no material fotônico. Mostramos que esse comportamento deve ser esperado quando uma onda eletromagnética propaga no interior de um material e, repentinamente, sua permissividade elétrica muda de valor. Também mostramos que, se tal mudança for periódica, formamos os chamados cristais fotônicos temporais. Tais cristais possuem uma característica similar ao caso espacial: há bandas de propagação proibidas no interior do material. Porem, diferente dos cristais fotônicos espacias que possuem intervalos de frequência com propagação proibida, os cristais fotônicos temporais possuem intervalos de vetor de onda com propagação proibida. Um segundo material inovador em fotônica que tratamos nesta tese são aqueles cujo design incorpora a chamada simetria PT (simetria de inversão espacial e temporal). Nesta tese, utilizamos a simetria PT passiva, onde o material é cuidadosamente projetado apenas com perda de energia. Ainda assim, mostra características típicas da simetria PT. O material utilizado para as camadas que forma a simetria PT passiva são do tipo epsilon-near-zero (ENZ), onde o valor da permissividade elétrica é próxima a zero. As consequências dessa característica são interessantes para aumentar efeitos de fenômenos bem conhecidos em óptica, como o efeito Goos-Hänchen que exploramos aqui.
Abstract: Science follows several paths, one of them being the discovery of new characteristics in materials. Depending on the paths taken, it is possible to achieve new materials with truly innovative characteristics. We address two types of innovative materials in this thesis. Both are innovative materials in photonics. After an introduction to materials with innovations arising from the manipulation of a common characteristic, the refractive index, we started to verify the behavior of photonic crystals. In literature, the spatial factor is the principal point of the periodicity of optical characteristics in the constituent materials of photonic crystals. However, if the periodic variation occurs temporally, specific phenomena arise as a consequence. One such feature is the appearance of a wave reflected in space after an abrupt (temporal) change in a photonic material. We show that one can expect this behavior when an electromagnetic wave propagates inside material and, suddenly, its electrical permittivity changes value. We also show that if such a change is periodic, we form so-called temporal photonic crystals. Such crystals have a characteristic similar to the spatial case: bands of propagation prohibited inside the material. However, unlike space photonic crystals with propagation prohibited frequency ranges, temporal photonic crystals have propagation prohibited wave vector intervals. The second innovative material in photonics that we deal with in this thesis is one whose design incorporates the so-called PT-symmetry (spatial and temporal inversion symmetry). We use passive PT-symmetry, where the material is carefully designed with only energy loss. Still, it shows typical features of PT-symmetry. The material used for the layers forming the passive PT symmetry are epsilonnear-zero (ENZ), where the electrical permittivity value is near zero. The consequences of this feature are interesting to increase the intensity of the phenomena studied.
Palavras-chave: Materiais
Fotônica
Cristais fotônicos
Simetria PT
Photonic
Photonic Crystals
PT-Symmetry
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Materiais
Citação: SILVA JÚNIOR, Cícero Julião da. Materiais inovadores em fotônica. 2022. 96 f. Tese (Doutorado em Materiais) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Materiais, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/9220
Data do documento: 27-ago-2021
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