Este documento descreve uma pesquisa sobre guias ópticos de ondas plasmônicas para aplicações em sensoriamento. O trabalho investigou a propagação de ondas plasmônicas em diferentes metais como alumínio, cobre, ouro e prata usando simulações no MATLAB. Os resultados mostraram que a eficiência da propagação depende do material e espessura usados. Ouro e prata se mostraram mais eficientes para a propagação de ondas plasmônicas.

1. Investigação de guias ópticos de ondas
plasmônicas para aplicações em
sensoriamento
Aluno: Vinicius Monteiro Viola
Matrícula : 1422053GEL
Curso: Engenharia Eletrotécnica
Orientador : Anderson Oliveira Silva
1.Introdução :
O trabalho desenvolvido está relacionado a investigação de
guias ópticos de ondas plasmônicas de superfície para aplicação
em sensoriamento. O mesmo se encontra como parte do projeto
de pesquisa do professor orientador Anderson Oliveira Silva ,
cujo designa ao estudo,desenvolvimento e aplicação de modelos
em amplificação óptica para dispositivos de óptica integrada.
Esse conceito remete-se a uma linha de pesquisa cujo os
objetivos fundamentais são possibilitar o suprimento e
processamento de sinais ópticos, promover a distribuição, adição
ou subtração de sinais ópticos de maneira planar incluindo a
coexistência de microondas e luz, além de buscar integração da
eletrônica para o processamento óptico e eletrônico de sinais.
Uma das propostas da óptica integrada está ligada a velocidade
com que informações são transmitidas em processadores, como
por exemplo o existente em um computador. Através dessa
proposta de estudo,durante a década de 80, cientistas
descobriram que a luz, ao atingir a superfície de um condutor
metálico em contato com um material não-metálico,gera ondas

2. elétricas densas, conhecidas como plásmons. Em outras
palavras, os plásmons seriam aglomerados de energia que fica
sobre a superfície de um material metálico, e ao se chocar com
um material não-metálico forma partículas, conhecidas como
polaritons.
Tal linha de pesquisa possui grande importância na construção
de sensores inerciais de desempenho elevado com maior
estabilidade, compactação, baixa suscetibilidade a ruídos
externos, baixo peso e reduzidas perdas por acoplamento de
radiação óptica.
2.Objetivos :
O objetivo do projeto é a investigação de guias ópticos para
aplicação em sensoriamento físico-químico. Foi estudado guias
para a propagação de ondas plasmônicas, modos
eletromagnéticos superficiais que possibilitam a transmissão de
sinais de luz por dimensões bem menores que o limite de
difração. Devido a esta característica, a manipulação de
excitações plasmônicas está no cerne do desenvolvimento de
redes nano-ópticas de comunicação, e além disso, permite
alcançar níveis de seletividade e sensibilidade bem maiores que
os encontrados em guias micro-ópticos.
3.Metodologia :
Para o início da pesquisa, houve a necessidade de um estudo
sobre fundamentos de eletromagnetismo e de óptica. Durante o
desenvolvimento da pesquisa, foi utilizado um programa em
MATLAB desenvolvido por alunos do CEFET-RJ em conjunto
com o Instituto Militar de Engenharia (IME) .
4.Resultados e Discussões :
4.1) Análise do Alumínio :
4.1.1)Espessura da camada metálica : 400 nanometros

3. Ex:
Ez:

4. Hy:
4.1.2)Espessura da camada metálica : 100 nanometros
Ex:

5. Ez:
Hy:
4.2) Análise do Cobre :
4.2.1)Espessura da camada metálica : 400 nanometros

6. Ex:
Ez:

7. Hy:
4.2.2)Espessura da camada metálica : 100 nanometros
Ex:

8. Ez:
Hy:
4.3) Análise do Ouro :
4.3.1)Espessura da camada metálica : 400 nanometros

9. Ex:
Ez:

10. Hy:
4.3.2)Espessura da camada metálica : 100 nanometros
Ex:

11. Ez:
Hy:
4.4) Análise do Prata
4.4.1)Espessura da camada metálica : 400 nanometros

12. Ex:
Ez:

13. Hy:
4.4.2)Espessura da camada metálica : 100 nanometros
Ex:

14. Ez:
Hy:
5.Conclusões :
Como pode ser observado através das simulações realizadas e
pelas pesquisas realizadas, a existência de ondas
eletromagnéticas de superfícies ocorre na interface metal-
dielétrico. Além disso,verificou-se também que o material
empregado influência na eficiência da propagação deste tipo de
onda. À medida que a presença de perdas aumenta,menor é a
distância de propagação do plásmons.