Um simulador de código aberto para sensores de prisma baseado no efeito de ressonância de modo com perdas

Autor: Adeilson de Sousa Leal - Graduado em Engenharia Elétrica/Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Orientador: Dr Helder Alves Pereira - do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

O efeito de ressonância de modo com perdas (LMR – Lossy Mode Resonance) é gerado pelo acoplamento entre uma onda evanescente de um guia de onda óptico e um modo com perdas guiado no filme fino. Esse efeito apresenta uma resposta às variações no índice de refração do meio circundante semelhante à obtida por meio do efeito de ressonância de plásmons de superfície.

Os sensores baseados no efeito LMR têm um grande número de aplicações na detecção de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Diante de um número tão grande de aplicações e de sua relevância, especialmente na área da saúde, é necessário utilizar plataformas computacionais para auxiliar na análise e no projeto desses sensores baseados no efeito LMR. Assim, essas ferramentas de simulação são usadas para projetar a estrutura do sensor e reduzir os custos operacionais, visto que os instrumentos e materiais utilizados são caros e exigem cuidado no manuseio instrumental. Neste trabalho, foi proposto um simulador de código aberto para auxiliar no estudo, análise e projeto de sensores ópticos baseados no efeito LMR (Sim-LMR).

O Sim-LMR possui uma interface gráfica amigável para simular sensores ópticos considerando estruturas baseadas em prisma para acoplamento óptico no modo de interrogação angular e no modo de interrogação de comprimento de onda.

Os resultados obtidos pelo Sim-LMR foram validados com base em cenários disponíveis na literatura, considerando as características da curva de refletância e comparando seus resultados com dados obtidos na literatura e em um software comercial.

O artigo contou também com a participação de Isa Cristina Gonçalves de Paiva (Universidade Federal de Campina Grande) e Eloise dos Passos Rodrigues (EBSERH/Universidade Federal de Sergipe)

Confira o artigo completo em https://www.nature.com/articles/s41598-025-98099-5

Currículo resumido de Helder Alves Pereira

Possui graduação em Engenharia Elétrica - Modalidade Eletrônica - pela Universidade de Pernambuco, Mestrado em Telecomunicações pelo Instituto Nacional de Telecomunicações e Doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Pernambuco. Atualmente é Professor Associado I, fazendo parte do quadro de professores do curso de graduação em Engenharia Elétrica e como membro permanente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, ambos da Universidade Federal de Campina Grande. Tem experiência na área de Telecomunicações, atuando principalmente nos seguintes temas: Sistemas Ópticos de Transmissão, Projeto e Análise de Redes Ópticas. Atua também nas seguintes linhas de pesquisa: Aplicações de Inteligência Artificial em Problemas de Engenharia Elétrica e Sensores Ópticos.

Currículo resumido de Adeílson de Sousa Leal

Graduado em Engenharia Elétrica com ênfase em Controle e Automação pela Universidade Federal de Campina Grande (2025). Atuou de 2020 a 2024 como bolsista de iniciação cientifica realizando estudos na área de simulação de sensores ópticos baseados nos efeitos da ressonância de modo com perdas (LMR) e ressonância de plásmons de superfície (SPR), onde desenvolveu um simulador de código aberto em linguagem python para auxiliar no estudo e projeto de sensores ópticos baseados nesses efeitos. Também desenvolveu seu trabalho de conclusão de curso (2025) com a utilização de algoritmos de inteligência artificial para a otimização de estruturas sensoras baseadas no efeito LMR. Atualmente presta serviços técnicos na Engeselt Engenharia e Serviços, em Campina Grande-PB.