Minicursos
12 de Agosto de 2018
08h às 12h
13h30 às 17h40
Realização
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Ouro
Prata
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Apoio
Minicurso 1: Fotônica em Niobato de Lítio: Dispositivos e Aplicações
12 de agosto de 2018 - 08 às 12h
Fotônica em Niobato de Lítio: Dispositivos e Aplicações
Descrição: O Minicurso é constituído de quatro partes. Inicialmente, apresenta-se os fundamentos científicos necessários para o estudo da propagação em Niobato de Lítio (LiNbO3), levando em consideração tanto a anisotropia elétrica como efeitos eletro-óptico linear e não linear; a segunda parte enfatiza os dispositivos mais amplamente utilizados, e.g., os moduladores ópticos, e as técnicas experimentais empregadas em suas caracterizações nos domínios óptico e elétrico; O emprego em aplicações práticas de dispositivos cujos princípios de operação exploram o efeito eletro-óptico em LiNbO3 são discutidos na terceira parte. Por último, porém não menos importante, uma quarta parte sobre perspectivas do emprego em fotônica quântica de dispositivos de Niobato de Lítio periodicamente polarizado, NLPP, (Periodically Poled Lithium Niobate).
CONTEÚDO
Fundamentos de teoria eletromagnética aplicados ao estudo da propagação de onda eletromagnética em meios anisotrópicos lineares a não lineares, levando em consideração a representação tensorial das propriedades físicas relevantes. Efeitos eletro-óptico linear e quadrático, foto-refrativo, acusto-óptico linear e termo-óptico, em Niobato de Lítio (LiNbO3). Estudo detalhado das características de propagação por meio da equação de modos acoplados e elipsoide de Fresnel. Resultados obtidos com substratos de Niobato de Lítio (LiNbO3) utilizadas em dispositivos integrados práticos,cortes X, Y e Z, serão discutidos.
Dispositivos eletro-ópticos: Síntese e análise de moduladores de amplitude, fase e polarização; Comportamento não linear de moduladores de Mach-Zehnder (MZM), simétrico e assimétrico; Síntese de multiplicadores de frequência de RF empregando MZM e configurações avançadas de MZM: Dual-drive e dual-parallel. Técnicas experimentais empregadas na caracterização nos domínios óptico e de micro-ondas.
Aplicações de Dispositivos Fotônicos em : Implementação de formatos avançados de modulação e seus empregos em enlaces de comunicações analógico e digital empregando fibras ópticas. Técnicas para compensação do efeito da dispersão; Amplificação paramétrica e instabilidade de modulação.
Perspectivas do emprego de Fotônica quântica e dispositivos NLPP: Arquiteturas de guias de onda baseada em plataformas de niobato de lítio periodicamente polarizado (NLPP) têm se constituído uma das ferramentas essenciais para o desenvolvimento de tecnologias fotônicas quânticas. Tais dispositivos possibilitam a geração de fótons gêmeos com polarização cruzada e que viabilizam uma variedade de funcionalidades em informação quântica e teletransporte de fótons em comprimentos de onda de telecomunicações. Em vista do alto coeficiente não linear de segunda ordem do niobato de lítio, guias NLPP possibilitam a conversão de frequência óptica em interações ópticas não lineares, as quais encontram larga aplicação no processamento de informação quântica. Por outro lado, as propriedades de birrefringência e de ferroeletricidade facilitam o casamento de fase nos processos não lineares desejados.
Prof. Dr. José Edimar Barbosa Oliveira
Graduação em Engenharia Elétrica Opção Eletrônica pela Universidade de Brasília (1976), mestrado em Engenharia Eletrônica e Computação pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (1979), doutorado em Electric Engineering - McGill University (1986) e Pós-doutorado no National Research Council of Canada/McGill University-Montreal (2010) na área de ciência e aplicações do laser. Desde 1993 é professor titular do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), Engenharia Eletrônica, onde desenvolve atividades de ensino e pesquisa com ênfase em eletromagnetismo aplicado, micro-ondas e fotônica, atuando principalmente nos seguintes temas: dispositivos e sistemas fotônicos aplicados enlaces de comunicações ópticas de alto desempenho.
Prof. Dr. Joaquim José Barroso de Castro
Graduação em Engenharia de Eletrônica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (1976), mestrado em Física pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (1980), doutorado em Eletrônica e Telecomunicações/ Plasma pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1988), e pós-doutorado no Massachusetts Institute of Technology (M. I. T), Beams and Waves Division (1989). Atualmente é Professor Visitante Sênior do Instituto Tecnológico de Aeronáutica no contexto do Programa PVS Capes/ITA. Atua nas áreas de Eletrônica de Micro-ondas e em Eletromagnetismo Aplicado, com interesses de pesquisa em girotrons, geração de micro-ondas de alta potência, tecnologia de plasma, canhões de elétrons, cavidades ressonantes, estruturas periódicas, metamateriais e micro-ondas em fotônica.
Minicurso 2: Waveforms for 5G (prof. Dr. Luciano Leonel Mendes)
12 de agosto de 2018 - 08h às 12h
Redes 5G Princípios, Aplicações e Desafios
O advento dos sistemas de comunicações móveis revolucionou o modo como a sociedade se comunica e os telefones celulares passaram a fazer parte do cotidiano da sociedade moderna. A primeira geração (1G) trouxe a liberdade para ligarmos para alguém, ao invés de ligarmos para um lugar. A segunda geração (2G) aumentou a capacidade do sistema através da digitalização, permitindo a redução dos custos e o atendimento a um grande número de assinantes. Além disso, a rede 2G introduziu o conceito de mensagem de texto, que mudou a forma como as pessoas se comunicam e que foi o precursor dos aplicativos de mensagens como o WhatsApp e Telegram. A terceira geração (3G) trouxe a Internet para os nossos bolsos, com os smartphones capazes de acessar a rede mundial de computadores e de também de reproduzir arquivos multimídias. A quarta geração (4G) impulsionou a penetração da Internet móvel, com taxas ainda maiores, enquanto que o aumento da capacidade computacional e tecnológica dos smartphones fez com que esses dispositivos fossem usados cada vez mais para geração de conteúdo, além do consumo de streaming de áudio e vídeo.
Hoje estamos na iminência da quinta geração das redes móveis (5G), que vai revolucionar a forma como utilizamos as redes celulares com a introdução de um grande número de serviços ainda não vistos em nenhuma plataforma de rede. Esta revolução está sendo sustentada por três vertentes que vão muito além do simples aumento da taxa de dados. Obviamente, o aumento da vazão é necessário para viabilizar serviços como realidade aumentada, realidade virtual e streaming de vídeos de ultra resolução (UHD), que serão agrupados num cenário denominado de enhanced Mobile Broadband (eMBB). Mas além disso, as redes 5G irão suportar aplicações de tempo real, como sistemas de controle na indústria 4.0, aplicações em telemedicina e jogos online, que demandam uma latência extremamente baixa da rede. Esse conjunto de aplicações de baixa latência serão suportados pelo cenário Ultra Reliable Low Latency (URLL), que irá prover tempos de resposta menores do que 1 ms e alta robustez para eliminar a necessidade de retransmissões. A rede 5G também é apontada como sendo o principal gateway para alavancar as aplicações de Internet of Things (IoT). No cenário massive Machine Type Communication (mMTC), a rede 5G será capaz de suportar centenas de milhares de conexões por setor da célula, permitindo que um número massivo de dispositivos de baixa complexidade, como sensores e atuadores, se conecte à rede com um baixo custo energético.
Essa pluralidade de serviços e modos de operações impõem à rede 5G um conjunto conflitante de requisitos, que deve ser atendido por um sistema flexível e adaptável.
O objetivo deste tutorial é apresentar as motivações para a concepção de uma nova rede de comunicações móveis revolucionária, avaliar os requisitos de cada cenário e apresentar as soluções tecnológicas que irão suportar estes novos serviços. Os principais desafios para a implantação da rede 5G serão discutidos, de modo que os participantes do evento possam conhecer as oportunidades de contribuições técnicas e científicas nesta proeminente área de pesquisa.
Prof. Dr. Luciano Leonel Mendes
Coordenador de Pesquisa do Centro de Referência em Radiocomunicações
Instituto Nacional de Telecomunicações - Inatel
Informação sobre o palestrante: Luciano Leonel Mendes possui os títulos de Bacharel em Engenharia Elétrica e Mestre em Telecomunicações pelo Instituto Nacional de Telecomunicações (Inatel), obtidos em 2001 e 2003, respectivamente. Ele concluiu o Doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) em 2007 e atualmente é professor titular do Instituto Nacional de Telecomunicações, onde atua no ensino de graduação e pós-graduação, além de ter ocupado os cargos de gerente técnico do Laboratório de Desenvolvimento de Hardware e Coordenador do Curso de Mestrado de Telecomunicações. Foi coordenador de diversos projetos de pesquisa e desenvolvimento, merendo destaque aqueles voltados para TV Digital com apoio da Finep e RNP. Entre 2013 e 2015 ele executou um projeto de pós-doutorado, com o apoio do CNPq, na Vodafone Chair Mobile Communications Systems, localizada na Technische Universität Dresden, Alemenha, na área de esquemas de modulação digital para a quinta geração de redes móveis celulares. Suas principais áreas de atuação são comunicações móveis, radiodifusão digital e modulações com múltiplas portadoras.
Minicurso 3: HFSS (Eng. Juliano Fujioka Mologni)
12 de agosto de 2018 - 13h30 às 17h40
HFSS
Descrição: O objetivo deste curso é esclarecer as diferenças e benefícios dos métodos mais usados no desenho de antenas e aplicações de micro-ondas. Existem inúmeras técnicas de modelagem em Computação Electromagnética (CEM) disponíveis. Elas podem ser classificadas como técnicas full-wave, incluindo o Método de Momentos (MoM), o de Diferenças Finitas no Domínio de Tempo (FDTD), o Método de Elementos Finitos (FEM), o Finite Element Boundary Integral (FEBI) e os solucionadores híbridos ou técnicas assintóticas de alta frequência, tais como Shooting and Bouncing Rays (SBR), Teoria Uniforme de Difração (UTD) e Óptica Física (PO). No entanto, com o uso do CEM surgem muitas questões, por exemplo, qual técnica CEM é a apropriada para usar? quando? e para qual problema? Há também as limitações adicionadas usando o CEM, que inclui a memória finita do computador, portanto, técnicas de computação de alta performance (HPC) são abordadas neste tópico, incluindo uma explicação detalhada da aceleração da Unidade de Processamento Gráfico (GPU), tecnologia da Interface de Passagem de Mensagens (MPI), Método de Decomposição de Domínio (DDM), Método de Decomposição Espectral (SDM), resolução distribuída e técnicas de multiprocessamento e multithreading. O uso de diferentes métodos numéricos para resolver grandes problemas elétricos usando datalink (por exemplo, ligação entre FEM para resolver o elemento radiante e MoM para resolver um refletor de parabólico) e suas diferenças com solucionadores híbridos (por exemplo FEBI) são abordados. A comparação do domínio do tempo e da frequência também será desmistificada e explicada em detalhe. Numerosas referências de antena e micro-ondas serão apresentadas usando várias técnicas numéricas, mostrando uma comparação entre resultados e desempenho computacional.
O objetivo final é fornecer aos participantes uma explicação abrangente e detalhes das técnicas de CEM mais utilizadas, incluindo os avanços mais recentes em códigos comerciais e científicos para que cada um possa escolher a técnica numérica mais adequada para sua aplicação específica.
Minicurso 4: Comsol (Comsol + Prof. Dr. Felipe Beltrán Mejía)
12 de agosto de 2018 - 08h às 12h
COMSOL Multiphysics
Introdução + Simulação fotônica. Este workshop está divido em duas partes: na primeira parte, o Diretor da COMSOL no Brasil, Alisson Luiz Roman, apresentará a ferramenta de simulação numérica COMSOL Multiphysics, os seus diversos usos e os passos básicos para a criação de simulações numéricas e aplicativos de simulação. Na segunda parte, o prof. Felipe Beltrán, introduzirá os participantes na simulação de dispositivos fotônicos usando esta mesma ferramenta de simulação.
COMSOL Multiphysics®
É uma plataforma de software multipropósito com base em métodos numéricos avançados para modelar e simular problemas baseados em física. Com o COMSOL Multiphysics, você poderá levar em conta fenômenos acoplados ou multifísicos. Com mais de 30 produtos complementares para escolher, você pode expandir a plataforma de simulação com interfaces físicas dedicadas e ferramentas para aplicações elétricas, mecânicas, de escoamento e químicas. Outros produtos de interface conectam suas simulações do COMSOL Multiphysics a softwares de computação técnica, CAD e ECAD. Tomado do site: br.comsol.com
Alisson Luiz Roman
Alisson Luiz Roman é Engenheiro Mecânico e Mestre em Acústica e Vibrações pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atuou na área de pesquisa e desenvolvimento utilizando simulação numérica e trabalha na COMSOL desde 2011. Atualmente é Diretor do escritório no Brasil.
Prof. Dr. Felipe Beltrán Mejía
Professor do Mestrado em Engenharia de Telecomunicações no Instituto Nacional de Telecomunicações (INATEL). Possui graduação em Física da Universidad del Valle (Colômbia, 2005), doutorado em Fotônica da Universitat de València (Espanha, 2011) e pós-doutorado na Universidade Estadual de Campinas (Brasil, SP, 2014). Tem experiência na área de Física, com ênfase em Óptica e Electromagnetismo Computacional, atuando principalmente nas seguintes áreas: Óptica, Fotônica e THz.