Главная | Обратная связь

Волноводные моды плоского световода.

Простая лучевая модель не объясняет двух явлений, наблюдаю­щихся при распространении света в плоском волноводе. Первое из них заключается в том, что для волноводного распространения света выполнение условия полного внутреннего отражения на обеих грани­цах пленки является необходимым, но недостаточным; направленное распространение наблюдается не при всех углах θ>θ_с,θ_s. Волноводные моды могут существовать только при некоторых дискретных углах θ₁,θ₂…θ_n>θ_c,θ_s. Объяснить это явление можно только с привлечением волновых свойств света, рассматривая распространяющийся зигзагообразно луч как результат сложения двух однородных плоских волн, испытывающих полное внутреннее отражение на границах пленки. Эти простые волны монохроматичны и когерентны, их угло­вая частота равна ω,. а длина волны в вакууме - λ, их ха­рактеризуют также амплитуда и фаза. Согласно теории Френеля, отражение волны, падающей на грани­цу раздела диэлектриков, сопровождается сдвигом ее по фазе, зави­сящим от угла падения, поляризации волны и коэффициентов прелом­ления обеих сред. Таким образом, каждый раз, отражаясь от границ пленки, парциальные волны будут испытывать некоторый фазовый сдвиг φ_s, φ_c.

Волны типа Е

Чтобы определить свойства волн типа Е в рассматриваемом плоском световоде, необходимо найти общее решение волнового уравнения

потребовав затем выполнения условий согласования составляющих поля волны на двух границах раздела: пленка - подложка и пленка - по­кровный слой. Задача анализа считается решенной, если найдены все проекции волнового вектора и структура поля волны данного типа.

Общее решение волнового уравнения

можно записать в виде

Волны типа Н

Анализ волн Н в плоской световоде проводится так те, как и анализ волн типа Е