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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4117| Optimización del proceso de obtención de colores plasmónicos mediante el uso de algoritmos de inteligencia computacional Optimization of the process for obtaining plasmonic colors through the use of computational intelligence algorithms | |
| Rodrigo Lecanda Rodríguez | |
| RENE ISRAEL RODRIGUEZ BELTRAN ANSEL YOAN RODRIGUEZ GONZALEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| algoritmo evolutivo, plasmón de superficie, simulación numérica, colorimetría, nanopartículas de plata evolutionary algorithm, surface plasmon, simulation, colorimetry, silver nanoparticles | |
| Los colores plasmónicos surgen por la interacción de la luz con superficies metálicas nanoestructuradas, y dependen, en gran medida, de la composición, la forma, el tamaño y la distribución de estas nanopartículas. En esta tesis de maestría, se presenta una metodología basada en un algoritmo evolutivo para optimizar la generación de colores plasmónicos con simulaciones numéricas. Se aplica a nanopartículas esféricas de plata en arreglos ordenados sobre un sustrato del mismo material. El enfoque distintivo de este estudio es la determinación inversa de la configuración de las nanopartículas para obtener un color específico, contrario al método tradicional de diseño y posterior medición de color. El algoritmo evolutivo busca en el espacio de soluciones los parámetros geométricos que reproducen al color objetivo, considerando tamaño, incrustación y distribución de las nanopartículas. Se simulan configuraciones variadas y se calcula la reflectancia espectral; luego, mediante colorimetría, se determina el color reflejado. La viabilidad de las soluciones se mide por la cercanía al color deseado, iterando hasta encontrar una solución adecuada. En particular, se aplicó el algoritmo evolutivo para optimizar el diseño de los arreglos de nanopartículas de plata con el objetivo de reflejar los colores cian, magenta y amarillo. Aunque la aproximación a los tonos CMY estándar no alcanzó la precisión cuantitativa esperada bajo las condiciones iniciales, se logró una similitud cualitativa significativa. Posteriormente, se realizó una segunda serie de experimentos seleccionando los colores de tonos CMY más cercanos a los estándar, entre los ya simulados. Los resultados más prometedores se obtuvieron al dirigir el algoritmo hacia la reproducción de colores cuya posibilidad de simulación numérica ya estaba comprobada, logrando así una mayor convergencia del algoritmo y una menor diferencia de color. Este enfoque demostró la eficacia del algoritmo en la optimización de la generación de colores. Los resultados de esta investigación pueden ser aplicados en algunas áreas, como el tratamiento superficial mediante irradiación láser, para la optimización de la generación de color. Plasmonic colors arise from the interaction of light with nanostructured metallic surfaces and and are significantly influenced by the composition, shape, size, and distribution of these structures. In this master’s thesis, we present a methodology based on an evolutionary algorithm to optimize the generation of plasmonic colors by means of numerical simulations. It is applied to spherical silver nanoparticles arranged in ordered arrays on a substrate of the same material. The distinctive approach of this study involves the inverse design of the nanoparticle array to achieve a specific color, in contrast to the traditional method of design followed by color measurement. The evolutionary algorithm explores the solution space by adjusting geometric parameters to replicate the target color. It takes into account factors such as size, embedding, and distribution of the nanoparticles. Multiple configurations are simulated, and spectral reflectance is calculated. Subsequently, the reflected color is determined using colorimetry. The viability of these solutions is assessed based on their proximity to the desired color, with iterations continuing until an appropriate solution is discovered. In particular, the evolutionary algorithm was employed to optimize the design of silver nanoparticle arrays with the objective of reflecting cyan, magenta, and yellow colors. While the approximation to the standard CMY hues did not achieve the expected quantitative precision under the initial conditions, a significant qualitative similarity was attained. Subsequently, a second series of experiments was conducted, selecting the CMY tone colors closest to the standard among those already simulated. The most promising results were achieved by directing the algorithm toward replicating colors whose numerical simulation potential had already been established. This approach led to greater algorithmic convergence and reduced color discrepancy. It underscores the algorithm’s effectiveness in optimizing color generation. The findings of this research may find applications in various | |
| CICESE | |
| 2024 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Lecanda RodrÍguez, R. 2024. Optimización del proceso de obtención de colores plasmónicos mediante el uso de algoritmos de inteligencia computacional. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 76 pp | |
| LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Tecnologías Avanzadas e Integradas |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| tesis_Rodrigo Lecanda Rodríguez_23 may 2024.pdf | Descripción completa de la tesis | 13.96 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |