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文档简介

1、第十一讲 平面介质波导（3学时）参考书 秦秉坤 孙雨南介质光波导及其应用1. 波导源于微波。传输及束缚。平面波导、条形波导（带状波导）和圆柱形波导（光纤）光线理论和波动理论（为主）。波导截面很小（大与小），不可忽略波动性Maxwell方程组（适于所的波导），边界条件求解。平面波导：一维边界条件。条形波导：二维直角坐标。光纤：二维柱坐标。求解传播常数、模式、截止波长等2. 全反射qcn2n1k1=n1k0bk2=n2k0Gauss-Heisson位移数值孔径NA（入射、出射光的角度，与耦合效率有关）波矢量k：空间传播特性（E=E0expj(wt-kr)）（纵向）传播常数b（模式传播速度、色散）折

2、射定律另一形式：（纵向）传播常数相同（n1sinq1= n2sinq2）。b越大：越平行光轴横向传播常数Gauss-Heisson位移：类似量子力学势阱贯穿，光纤理论及耦合理论基础3. 平面介质波导d为mm量级，n1>n2>n3。全反射条件：dn2n1k1=n1k0k2=n2k0n3xzyk3=n3k0p和q分别为两侧衬底的衰减系数。1/p和1/q分别为两侧衬底的穿透深度，为波长量级。为连续解，根据Maxwell方程组及边界条件可得到分立解。4. Maxwell方程组均匀折射率波导中，得到矢量Helmholtz方程5. 直解坐标系求解E=Ex+Ey+Ez，H=Hx+Hy+Hz，¶ /¶ y06. TE模与TM模TE模（Ey、Hx、Hz：Ex=Ez= Hy=0）和TM模（Hy、Ex、Ez：Hx=Hz= Ey=0，）EHTExz0d直角坐标分量：TE模：边界条件：x=0及x=d处，Ey和Hz（¶ Ey/¶ x）连续。得到特征方程：7. TE模特征方程驻波条件，菲涅尔公式计算全反射相移dn2n1n3TE0TE1TE2数值解法。h、p、q均为b和k0（l）的函数，波导结构及l确定后即可解出b。分立解（TEn）特征方程（b-w方程）TE2TE1TE0wcwbn2k2n1k08. 截止条件截止方程：截止波长：对

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