Diseño e implementación de una herramienta para el modelado y mejora de la construcción de filtros optoelectrónicos tipo DBR

Abstract

El proyecto desarrollado introduce una herramienta innovadora para la simulación de filtros ópticos Distributed Bragg Reflectors, abordando la necesidad de superar las limitaciones al proceso de fabricación de estos dispositivos. Debido a la falta de una herramienta de simulación, se dificulta la tarea de elegir los componentes ideales para estos filtros. A través de un enfoque teórico sólido en óptica y el uso del método de la matriz de transferencia, se establecen las bases para una simulación exacta. La metodología aplicada, basada en principios de diseño en ingeniería, resulta en la creación de un software intuitivo que permite la simulación y análisis detallado de espectros de transmisión, reflexión y absorción. Los resultados confirman la eficacia y exactitud del software, subrayando su contribución al campo de la óptica mediante la optimización del proceso de diseño. A partir de la aplicación de diferentes métodos de verificación y validación, se obtuvo un software con un tiempo de simulación promedio de 1.2382 segundos para una configuración promedio. Además se obtuvo una exactitud de 82.12% para un set de datos y 68.19% para el segundo. Se destaca el impacto significativo de la herramienta desarrollada y posibles direcciones futuras para expandir sus capacidades y aplicaciones.

The developed project introduces an innovative tool for the simulation of Distributed Bragg Reflectors optical filters, addressing the need to overcome the limitations in the fabrication process of these devices. Due to the lack of a simulation tool, the task of choosing the ideal components for these filters is difficult. Through a solid theoretical approach in optics and the use of the transfer matrix method, the basis for an accurate simulation was established. The applied methodology, based on engineering design principles, results in the creation of an intuitive software that allows the simulation and detailed analysis of transmission, reflection, and absorption spectra. The results confirm the efficiency and accuracy of the software, underlining its contribution to the field of optics by optimizing the design process. Using different verification and validation methods, a software with an average simulation time of 1.2382 seconds for an average configuration was obtained. In addition, an accuracy of 82.12% was obtained for one data set and 68.19% for the second one. It’s important to highlight the significant impact of the developed tool and possible future directions to expand its capabilities and applications.