Diseño, Analisis Y Optimizacion De Dispositivos Para Hipersonido.

Abstract

Se espera que el desarrollo de microcavidades que confinan vibraciones acústicas
(fonones) dé lugar a nuevas posibilidades para la generación de hipersonido coherente (en el
rango de los THz), la implementación de “láseres de fonones”, e incluso el aumento de la
coherencia de dispositivos electrónico-cuánticos. Las cavidades y los espejos usuales de
sonido se obtienen con estructuras artificiales diseñadas con una modulación periódica en
las constantes elásticas de los materiales.
Por otra parte, extendiendo conceptos similares aplicados en el área de la óptica, es posible
prever que con ordenamientos no periódicos sea posible realizar una “ingeniería” de las
vibraciones acústicas que lleve a dispositivos fonónicos altamente optimizados. Algunas
aplicaciones posibles incluyen a espejos de ancho espectro, filtros de color, filtros “notch” y
filtros de borde para hipersonido.
En este trabajo abordamos el problema de la optimización de estructuras artificiales de
medios elásticos inhomogéneos para objetivos específicos, utilizando métodos de
optimización multivariables como ser el downhill simplex y algoritmos genéticos.
Consideramos como sistema modelo el caso de superredes de GaAs/AlAs. Aplicando
herramientas de optimización multivariable a la función de reflectividad, estudiamos el efecto
de modificar los espesores de las capas, la composición de los materiales, y la posibilidad de
obtener patrones de reflectividad característicos de los dispositivos buscados. Los resultados
muestran que existen ordenamientos no periódicos realizables experimentalmente con las
características espectrales deseadas.