Otimização de Estruturas Fotônicas Quase-cristalinas Usando Inteligência Artificial para Aplicação em Sensores e Filtros ópticos
Inteligência Artificial (IA), Quase Cristais Fotônicos, Sensores Ópticos, Filtros Ópticos.
Nos últimos anos, as estruturas fotônicas têm ganhado destaque por sua capacidade de manipular a luz em escalas comparáveis ao comprimento de onda, que permitem o controle preciso da propagação, dispersão e confinamento da radiação eletromagnética. Dentre essas estruturas, os quase-cristais fotônicos emergem como alternativas promissoras aos cristais fotônicos convencionais. Nesse cenário, este trabalho sugere a aplicação de Inteligência Artificial (IA) para aprimorar os resultados obtidos em um filtro e sensor óptico. A princípio, foi desenvolvido um filtro óptico projetado para operar nos comprimentos de onda iniciais da faixa do infravermelho próximo (NIR), com base em uma fibra óptica fotônica quase cristalina bidimensional (2D-PQCF). A estrutura consiste em uma fibra microestruturada com distribuição de buracos de ar organizada pela repetição seis vezes de uma célula unitária quase periódica. A introdução de um defeito no substrato quase cristalino permite o confinamento do sinal óptico no núcleo central. O funcionamento do filtro utiliza o efeito de espalhamento de Brillouin, que provoca interferência destrutiva para campos eletromagnéticos em determinados comprimentos de onda. Foram testadas excitações ópticas na faixa de a , e o filtro bloqueou apenas os comprimentos de onda inferiores a . O estudo avaliou também a birrefringência da fibra, as perdas por confinamento e as intensidades de campo em função dos comprimentos de onda e dos parâmetros físicos da microestrutura. Além disso, foi desenvolvido um sensor óptico miniaturizado e altamente sensível baseado na ressonância plasmônica de superfície (SPR) integrado a uma fibra fotônica de quasicristal (PQCF). A estrutura do sensor é composta por células unitárias quase periódicas, modificadas por defeitos que formam um núcleo central e dois núcleos laterais, todos revestidos com camada de ouro para ativar o efeito plasmônico. Essa configuração permitiu a detecção precisa de analitos inseridos na fibra. O sensor também incorpora cristal líquido sensível à temperatura, o que amplia sua funcionalidade para a detecção de variações térmicas. Em seguida, serão aplicadas técnicas de Inteligência Artificial com o objetivo de otimizar o desempenho e aprimorar a análise das estruturas propostas.