Métodos de electromagnetismo computacional para análisis de estructuras arbitrarias y su aplicación a problemas de nanoimaging

Resumo

La radiación electromagnética a frecuencias de terahercios (de 0.1 THz a 10 THz) situada en la banda de frecuencias comprendida entre la óptica y las ondas de radio ha generado un gran interés científico en los últimos años debido a su potencialidad para desarrollar sistemas de visualización innovadores. Las ondas de THz pueden generar pulsos extremadamente cortos capaces de obtener altas resoluciones espaciales, penetrar materiales opacos a la luz y visualizar e identificar estructuras microscópicas mediante análisis espectral. Se prevé que las señales de THz se puedan usar para la visualización electromagnética próxima o remota de materias peligrosas o contaminantes así como el diagnóstico de microestructuras para aplicaciones médicas. Es más, existe una percepción creciente de que el desarrollo de las tecnologías de THz puede abrir un abanico de nuevas oportunidades en ciertos aspectos comparable a lo que representaron las tecnologías de microondas en los 60-70s o la optoelectrónica en los 70-80s. Son objetivos de la tesis implementar nuevos métodos computacionales de análisis de dispersión de estructuras que permitan un compromiso entre precisión y rapidez para que de este modo puedan ser empleadas en aplicaciones de seguridad, biomedicina, etc. que precisen la realización de análisis precisos en tiempo real o “cuasi-real”. Con ello, además, se contribuirá al conocimiento de la interacción con la materia de las ondas electromagnéticas en esta banda de frecuencias. Para simular con estos métodos ciertos problemas reales, será necesario el uso intensivo de servidores de cálculo.A radiación electromagnética a frecuencias de terahercios (de 0.1 THz a 10 THz) situada na banda de frecuencias comprendida entre a óptica e as ondas de radio xerou un grande interese científico nos últimos anos debido á súa potencialidade para desenvolver sistemas de visualización innovadores. As ondas de THz poden xerar pulsos extremadamente curtos capaces de obter altas resolucións espaciais, penetrar materiais opacos á luz e visualizar e identificar estruturas microscópicas mediante análise espectral. Prevese que os sinais de THz poidan usarse para a visualización electromagnética próxima ou remota de materias perigosas ou contaminantes así como o diagnóstico de microestruturas para aplicacións médicas. É máis, existe unha percepción crecente de que o desenvolvemento das tecnoloxías de THz poida abrir un abano de novas oportunidades en certos aspectos comparable ó que representaron as tecnoloxías de microondas nos 60-70s ou a optoelectrónica nos 70-80s. Son obxectivos da tese implementar novos métodos computacionais de análise de dispersión de estruturas que permitan un compromiso entre precisión e rapidez para que deste xeito poidan ser empregadas en aplicacións de seguridade, biomedicina, etc. que precisen a realización de análises precisas en tempo real ou “cuasi-real”. Con isto, ademais, contribuirase ó coñecemento da interacción coa materia das ondas electromagnéticas nesta banda de frecuencias. Para simular con estes métodos certos problemas reais, será necesario o uso intensivo de servidores de cálculo.