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文檔簡介

1、第十一講 平面介質波導（3學時）參考書 秦秉坤 孫雨南介質光波導及其應用1. 波導源于微波。傳輸及束縛。平面波導、條形波導（帶狀波導）和圓柱形波導（光纖）光線理論和波動理論（為主）。波導截面很小（大與小），不可忽略波動性Maxwell方程組（適于所的波導），邊界條件求解。平面波導：一維邊界條件。條形波導：二維直角坐標。光纖：二維柱坐標。求解傳播常數、模式、截止波長等2. 全反射qcn2n1k1=n1k0bk2=n2k0Gauss-Heisson位移數值孔徑NA（入射、出射光的角度，與耦合效率有關）波矢量k：空間傳播特性（E=E0expj(wt-kr)）（縱向）傳播常數b（模式傳播速度、色散）折

2、射定律另一形式：（縱向）傳播常數相同（n1sinq1= n2sinq2）。b越大：越平行光軸橫向傳播常數Gauss-Heisson位移：類似量子力學勢阱貫穿，光纖理論及耦合理論基礎3. 平面介質波導d為mm量級，n1>n2>n3。全反射條件：dn2n1k1=n1k0k2=n2k0n3xzyk3=n3k0p和q分別為兩側襯底的衰減系數。1/p和1/q分別為兩側襯底的穿透深度，為波長量級。為連續解，根據Maxwell方程組及邊界條件可得到分立解。4. Maxwell方程組均勻折射率波導中，得到矢量Helmholtz方程5. 直解坐標系求解E=Ex+Ey+Ez，H=Hx+Hy+Hz，¶ /¶ y06. TE模與TM模TE模（Ey、Hx、Hz：Ex=Ez= Hy=0）和TM模（Hy、Ex、Ez：Hx=Hz= Ey=0，）EHTExz0d直角坐標分量：TE模：邊界條件：x=0及x=d處，Ey和Hz（¶ Ey/¶ x）連續。得到特征方程：7. TE模特征方程駐波條件，菲涅爾公式計算全反射相移dn2n1n3TE0TE1TE2數值解法。h、p、q均為b和k0（l）的函數，波導結構及l確定后即可解出b。分立解（TEn）特征方程（b-w方程）TE2TE1TE0wcwbn2k2n1k08. 截止條件截止方程：截止波長：對

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