光电子学(第四章8)解析.pptVIP

线偏振模LPmn标量解得结果，求解过程，近似条件； 严格解得矢量模，包括TE，TM及两纵向分量存在EH和HE模； 矢量模与线偏振模（LP）弱导波条件有关系，如： LP01模是HE11模（下页）（矢量解得基模）； LP1n模由TE0n，TM0n与HE2n模叠加； LP21是EH11与EH31模叠加，光纤波动方程矢量解法不要求。 4-1光在介质分界面上反射与折射 4-2介质平板上光波导射线分析方法 4-3平板波导电磁理论 4-4矩形介质波导基本概念 4-5光纤中射线分析 4-6光纤中电磁波模式理论 4-7光纤损耗与色散 4-8光波导装置与应用 模式远离截止的情况 模式接近截止时情况 一、标量波动方程 二、场方程 三、特征方程 四、传播特性讨论 五、功率分配问题 六、单模光纤的传播特性 1. 模式与频率的关系 2. 导波成立的条件与导波截止条件 3. 模式的远离截止与接近截止 4. 传播常数 ? 随归一化频率变化的关系 TE，TM，TEM波电磁波三种模式： TE波：电矢量与传播向?，传播方向没有电矢量； TM波：磁矢量与传播向?； TEM波：电与磁矢量都与传播向?； E，H，k满足右手螺旋，未必两两正交； EH和HE：非子午光线不再有纯横E或纯横M特性，EH分量混在一起杂化模，记EH和HE模； HE：EH传播向EzHz； EH：EH传播向EzHz； LP：弱导光纤EH和HE模场线性叠加构成一套新解，4分量，横场线偏振。弱导，LP模场没有纵向量。 4-1光在介质分界面上反射与折射 4-2介质平板上光波导射线分析方法 4-3平板波导电磁理论 4-4矩形介质波导基本概念 4-5光纤中射线分析 4-6光纤中电磁波模式理论 4-7光纤损耗与色散 4-8光波导装置与应用 模式远离截止的情况 模式接近截止时情况 一、标量波动方程 二、场方程 三、特征方程 四、传播特性讨论 五、功率分配问题 六、单模光纤的传播特性 1. 模式与频率的关系 2. 导波成立的条件与导波截止条件 3. 模式的远离截止与接近截止 4. 传播常数 ? 随归一化频率变化的关系 模式截止，特征方程右=0， 是 模截止条件； 例， 模，截止条件由 求出； ，一阶贝塞尔函数为0第一个根， 特征方程解； 求出 归一化截止?分别2.405，3.832，5.136，5.520；LP01=0 截止 ，将 定义为 模归一化截止?； 弱导波光纤特征方程 4-1光在介质分界面上反射与折射 4-2介质平板上光波导射线分析方法 4-3平板波导电磁理论 4-4矩形介质波导基本概念 4-5光纤中射线分析 4-6光纤中电磁波模式理论 4-7光纤损耗与色散 4-8光波导装置与应用 模式远离截止的情况 模式接近截止时情况 一、标量波动方程 二、场方程 三、特征方程 四、传播特性讨论 五、功率分配问题 六、单模光纤的传播特性 1. 模式与频率的关系 2. 导波成立的条件与导波截止条件 3. 模式的远离截止与接近截止 4. 传播常数 ? 随归一化频率变化的关系 m=0，n=1：LP01，u=u01=0 m=1，n=1：LP11，u=u11=2.405 m=2，n=1：LP21，u=u21=3.832 m=0，n=2：LP02