| Campo DC | Valor | Idioma |
| dc.creator | Mercês, Viviane Oliveira das | - |
| dc.date.accessioned | 2026-02-25T20:01:11Z | - |
| dc.date.available | 2026-02-15 | - |
| dc.date.available | 2026-02-25T20:01:11Z | - |
| dc.date.issued | 2024-08-23 | - |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44100 | - |
| dc.description.abstract | This dissertation aims to use machine learning for the formulation and design of mimetic models of
TAPER-type photonic devices intended for coupling waveguides with different geometric structures.
The objective is to evaluate the coupling efficiency as a function of specific variations in geometric
characteristics in the C-Band.
In addition to the theoretical foundation, it was necessary to prepare a database to train the learning
networks. This database consists of numerical solutions obtained through a finite element-based
numerical method, as well as previously published information. These data were consolidated into a
comprehensive set whose attributes correspond to variations in the dimensions of the taper segments
(the length denoted as “a”), and the output is the coupling efficiency (represented by “η”).
A neural network architecture was then developed with the input parameters: length of each of the
15 taper segments (a), wavelength (λ), refractive indices of the core (n1) and substrate (n2), and as
the output parameter: the ratio between the input power (Pin) and the output power (Pout) given by the
coupling efficiency (η).
For this architecture, variations in training algorithms and activation functions were explored. These
variations were used to evaluate the performance of the proposed models, considering criteria such
as accuracy, precision, simplicity, and the computational costs involved.
As a result, the developed architectures demonstrated performances better than the values defined
by the stopping criteria, with a mean squared error less than 10-7 and a regression rate or
determination coefficient R2 of 100% in more than 92% of the total of 81 models evaluated with
reduced use of computational resources.
This study aims to contribute to the improvement of the understanding and design of photonic
devices through the synergistic application of machine learning and traditional techniques. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal da Bahia | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Restrito | pt_BR |
| dc.subject | Aprendizado de Máquina | pt_BR |
| dc.subject | Redes Neurais Artificiais | pt_BR |
| dc.subject | Guias de Onda | pt_BR |
| dc.subject | Multi-Layer Perceptron | pt_BR |
| dc.subject | Taper Fotônico | pt_BR |
| dc.subject | Eficiência de Acoplamento | pt_BR |
| dc.subject | Inteligência Artificial | pt_BR |
| dc.subject.other | Machine Learning | pt_BR |
| dc.subject.other | Data Pre-Processing | pt_BR |
| dc.subject.other | Tapers | pt_BR |
| dc.subject.other | Feedforward | pt_BR |
| dc.subject.other | Waveguide | pt_BR |
| dc.subject.other | Back propagation | pt_BR |
| dc.subject.other | Coupling Efficiency | pt_BR |
| dc.subject.other | Artificial Intelligence | pt_BR |
| dc.title | Aprendizado de máquina aplicada em modelagem da eficiência de acoplamento entre guias dielétricos. | pt_BR |
| dc.title.alternative | Machine learning applied to modeling coupling efficiency between dielectric waveguides | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFBA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENSOUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART. | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Rodrigues Esquerre, Vitaly Félix | - |
| dc.contributor.advisor1ID | 0000-0003-3884-7162 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9324813375750858 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1 | Sisnando, Anderson Dourado | - |
| dc.contributor.advisor-co1ID | 0000-0003-1142-0396 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5540143488570288 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Rodriguez Esquerre, Vitaly Félix | - |
| dc.contributor.referee1ID | 0000-0003-3884-7162 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9324813375750858 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Sisnando, Anderson Dourado | - |
| dc.contributor.referee2ID | 0000-0003-1142-0396 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2Lattes | CV: http://lattes.cnpq.br/5540143488570288 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | Silva, Fabrício Gerônimo Simões | - |
| dc.contributor.referee3ID | 0000-0001-5291-0063 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/7821553341191974 | pt_BR |
| dc.contributor.referee4 | Simas Filho, Eduardo Furtado de | - |
| dc.contributor.referee4ID | 0000-0001-8707-785X | pt_BR |
| dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/6012321412801915 | pt_BR |
| dc.creator.ID | 0000-0002-1228-1618 | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/2323948141970443 | pt_BR |
| dc.description.resumo | Esta dissertação tem como proposito o uso do aprendizado de máquina para a formulação e
concepção de modelos miméticos dos dispositivos fotônicos do tipo TAPER destinados ao
acoplamento de guias de onda com diferentes estruturas geométricas. O objetivo é avaliar a eficiência
de acoplamento em função de variações específicas nas características geométricas na Banda C.
Além da fundamentação teórica, foi necessário preparar uma base de dados para treinar as redes de
aprendizado. Esta base consiste em soluções numéricas obtidas por meio de método numérico
baseado em elementos finitos, bem como informações previamente publicadas. Esses dados foram
consolidados em um conjunto abrangente cujo atributos correspondem às variações na dimensão dos
segmentos componentes do taper (o comprimento denotado como “a”), e a saída é a eficiência de
acoplamento(representada por “η”).
Desenvolveu-se então uma arquitetura de rede neural com os parâmetros de entrada : comprimento
de cada um dos 15 segmentos do taper(a), comprimento de onda(λ), índices de refração do núcleo(n1)
e do substrato(n2) e como parâmetro de saída: a relação entre a potência de entrada(Pin) e a potência
de saída(Pout) dada pela eficiência de acoplamento(η).
Para esta arquitetura explorou-se as variações nos algoritmos de treinamento e nas funções de
ativação. Essas variações foram utilizadas para avaliar o desempenho dos modelos propostos ,
considerando critérios como acurácia, precisão, simplicidade, além dos custos computacionais
envolvidos.
Como resultado , as arquiteturas desenvolvidas demonstraram desempenhos melhores que os valores
delimitados pelos critérios de parada, com o erro médio quadrático menor do que 10-7 e taxa de
regressão ou coeficiente de determinação R2 de 100% em mais de 92% dos totais de 81 modelos
avaliados com utilização reduzida de recursos computacionais.
Esse estudo visa contribuir para a melhoria da compreensão e projeto de dispositivos fotônicos por
meio da aplicação sinérgica de aprendizado de máquina e técnicas tradicionais. | pt_BR |
| dc.publisher.department | Escola Politécnica | pt_BR |
| dc.type.degree | Mestrado Acadêmico | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Dissertação (PPGEE)
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