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?fc总比?小得多，方程(6-5-2) * 湖南大学 物理与微电子科学学院，王玲玲 2012 年 09 月 物理与微电子科学学院 School of Physics and Microelectronics Science 光电子学 第四章 光辐射在介质波导中的传播 第十讲 光辐射在介质波导中的传播（回顾第九讲内容） 　 4 §4-7 光纤损耗与色散 §4-6 光纤中电磁波模式理论 §4-4 矩形介质波导基本概念 §4-3 平板波导的电磁理论 §4-2 介质平板光波导的射线分析方法 §4-1 光在介质分界面上的反射与折射 §4-8 光波导装置与应用 §4-5 光纤中的射线分析（上、下） 电磁场各分量关系 一组 (1, 3, 5)，E横向分量，TE波； 一组 (2, 4, 6)，H横向分量，TM波； 解思路：由之间关系，知道部分分量求其他量 4-8光波导装置与应用 4-7光纤损耗与色散 4-6光纤中电磁波模式理论 4-5光纤中射线分析 4-4矩形介质波导基本概念 4-3平板波导电磁理论 4-2介质平板上光波导射线分析方法 4-1光在介质分界面上反射与折射 一、麦克斯韦方程组 二、波动方程 三、非对称平板波导的 TE 导波模 四、对称平板波导的导波模 6个方程含两组独立方程组： 描述无源情况，变化E与变化H关系： 交变电磁场是时谐场（随t变），电矢量与磁矢量： (4-3-4)E和H代入(4-3-3)，运用 ，得电磁场各分量关系： 均匀各向同性、无源、无损和非磁性介质条件，(4-3-1)两边取旋度，得波动方程： E(r), H(r)（不考虑时谐关系，t）： TE波 TM波 4-8光波导装置与应用 4-7光纤损耗与色散 4-6光纤中电磁波模式理论 4-5光纤中射线分析 4-4矩形介质波导基本概念 4-3平板波导电磁理论 4-2介质平板上光波导射线分析方法 4-1光在介质分界面上反射与折射 一、麦克斯韦方程组 二、波动方程 三、非对称平板波导的 TE 导波模 四、对称平板波导的导波模 射线分析法由波矢量关系求特征方程或射散方程 b：振荡 振荡 衰减 a：振荡 振荡 振荡 c、d：振荡 衰减 衰减 e： 衰减 衰减 衰减 归纳： 一、麦克斯韦方程组 二、波动方程 三、非对称平板波导的 TE 导波模 四、对称平板波导的导波模 薄膜 衬底层 包层 不希望 不希望 希望 希望 不希望 导波模成立条件 场分布 特征方程 TE 模的特性 TE 模的功率流 4-8光波导装置与应用 4-7光纤损耗与色散 4-6光纤中电磁波模式理论 4-5光纤中射线分析 4-4矩形介质波导基本概念 4-3平板波导电磁理论 4-2介质平板上光波导射线分析方法 4-1光在介质分界面上反射与折射 与图4-2-3平面波导模式几何模型比较，4-3-1看成平面波导模式波动模型， 薄膜 衬底层 包层 不希望 不希望 希望 希望 不希望 图(4-3-1)d与c对应(4-2-3)a； 图(4-3-1)b图对应(4-2-3)c； 图(4-3-1)a图对应(4-2-3)b； 图(4-3-1)e没有对应。 振荡 衰减 振荡 振荡 振荡 振荡 振荡 衰减 衰减 没有对应关系 振荡 振荡 振荡 振荡 振荡 振荡 振荡 衰减 衰减 衰减 衰减 衰减 衰减 衰减 衰减 希望导模、不希望辐射模！ 一、麦克斯韦方程组 二、波动方程 三、非对称平板波导的 TE 导波模 四、对称平板波导的导波模 4-8光波导装置与应用 4-7光纤损耗与色散 4-6光纤中电磁波模式理论 4-5光纤中射线分析 4-4矩形介质波导基本概念 4-3平板波导电磁理论 4-2介质平板上光波导射线分析方法 4-1光在介质分界面上反射与折射 电磁场直角坐标分量满足波动方程： 包层