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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44100
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorMercês, Viviane Oliveira das-
dc.date.accessioned2026-02-25T20:01:11Z-
dc.date.available2026-02-15-
dc.date.available2026-02-25T20:01:11Z-
dc.date.issued2024-08-23-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/44100-
dc.description.abstractThis 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.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Restritopt_BR
dc.subjectAprendizado de Máquinapt_BR
dc.subjectRedes Neurais Artificiaispt_BR
dc.subjectGuias de Ondapt_BR
dc.subjectMulti-Layer Perceptronpt_BR
dc.subjectTaper Fotônicopt_BR
dc.subjectEficiência de Acoplamentopt_BR
dc.subjectInteligência Artificialpt_BR
dc.subject.otherMachine Learningpt_BR
dc.subject.otherData Pre-Processingpt_BR
dc.subject.otherTaperspt_BR
dc.subject.otherFeedforwardpt_BR
dc.subject.otherWaveguidept_BR
dc.subject.otherBack propagationpt_BR
dc.subject.otherCoupling Efficiencypt_BR
dc.subject.otherArtificial Intelligencept_BR
dc.titleAprendizado de máquina aplicada em modelagem da eficiência de acoplamento entre guias dielétricos.pt_BR
dc.title.alternativeMachine learning applied to modeling coupling efficiency between dielectric waveguidespt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENASpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::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.advisor1Rodrigues Esquerre, Vitaly Félix-
dc.contributor.advisor1ID0000-0003-3884-7162pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9324813375750858pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Sisnando, Anderson Dourado-
dc.contributor.advisor-co1ID0000-0003-1142-0396pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5540143488570288pt_BR
dc.contributor.referee1Rodriguez Esquerre, Vitaly Félix-
dc.contributor.referee1ID0000-0003-3884-7162pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9324813375750858pt_BR
dc.contributor.referee2Sisnando, Anderson Dourado-
dc.contributor.referee2ID0000-0003-1142-0396pt_BR
dc.contributor.referee2LattesCV: http://lattes.cnpq.br/5540143488570288pt_BR
dc.contributor.referee3Silva, Fabrício Gerônimo Simões-
dc.contributor.referee3ID0000-0001-5291-0063pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7821553341191974pt_BR
dc.contributor.referee4Simas Filho, Eduardo Furtado de-
dc.contributor.referee4ID0000-0001-8707-785Xpt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/6012321412801915pt_BR
dc.creator.ID0000-0002-1228-1618pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/2323948141970443pt_BR
dc.description.resumoEsta 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.departmentEscola Politécnicapt_BR
dc.type.degreeMestrado Acadêmicopt_BR
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