Predição da dinâmica de lasers de pontos quânticos semicondutores utilizando redes neurais artificiais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Santos, Wild Freitas da Silva
Orientador(a): Simas Filho, Eduardo Furtado
Banca de defesa: Esquerre, Vitaly Félix Rodriguez, Silva, Ivan Costa da
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Escola Politécnica, Departamento de Energia Elétrica
Programa de Pós-Graduação: em Engenharia Elétrica
Departamento: Não Informado pela instituição
País: brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/28925
Resumo: O trabalho discorre sobre a modelagem da dinâmica de lasers semicondutores de pontos quânticos (LPQ), uma nova classe de dispositivos eletrônicos com possibilidade de aplicações em telecomunicações e na medicina. O uso de LPQs requer atualmente a utilização de modelos tradicionais de equações de taxa ou em modelos de descrição de microestados, ambos são complexos e com elevados custos computacionais. Para a modelagem proposta neste trabalho, foram utilizadas amostras experimentais da potência óptica de saída do laser no estado fundamental (Ground State — GS) e no estado excitado (Excited State — ES) para temperaturas de operação de 20ºC, 40 ºC e 50 ºC. Redes Neurais Artificiais (RNA) como o Perceptron de Múltiplas Camadas (Multilayer Perceptron — MLP), Máquina de Aprendizado Extremo (Extreme Learning Machine — ELM) e Redes com Estados do Eco (Echo State Network — ESN) foram utilizadas como modelos de predição. Foi investigada também a aplicação das RNAs em conjunto com o Modelo Não-Linear Autoregressivo com Entradas Exógenas (Nonlinear AutoRegressive models with eXogenous inputs — NARX), onde as RNAs se apresentam como alternativa na estimação da não linearidade do modelo. Os resultados revelaram excelente previsibilidade com erros da ordem de 3,79% e um baixo custo computacional quando comparado às técnicas tradicionais