Особенности волноводного распространения

1. Электромагнитная волна распространяется по волноводу, приобретая дискретную пространственную структуру (волноводные моды).

2. Волновая мода (любая) имеет нелинейную дисперсионную зависимость.

Условия волноводного распространения (УВР).

β_m=n_вksinφ_m 1) n_пk < β_m < n_вk

β_m^max=n_вk N_m=β_m/k=n_вsinφ_m

β_m^min=n_вksinφ=n_пk 2) n_п < N_m < n_в

N_m - эффективный волноводный показатель преломления.

V_п > V_m > V_в

Из УВР 2 следует, что мода движется в среде со своим индивидуальным показателем преломления N_m, который должен быть меньше показателя преломления волновода и больше показателя преломления подложки.

Левая часть УВР: , , - нарушение левой части приводит к нарушению ПВО и свет проникает в смежную среду.

Правая часть УВР: , , - принципиальный запрет на скорость моды меньше скорости в волноводе.

Дисперсионная зависимость для волнового процесса это функциональная связь между пространственными и временными переменными электромагнитной волны.

k=2π/λ=ω/c - пространственная характеристика волны

ω=2πt, ω=ck - временные характеристики волны.

Нелинейная дисперсионная зависимость световой волны в световоде выражается как Е=Е0Sin (ωt-kz).

Примерный график нелинейной дисперсионной зависимости от постоянной распространения β.

При ω→0 V_фаз→V_п.

При ω→∞ V_фаз→V_в.