Диэлектрическое возмущение в волноводах

Возмущенный диэлектрический планарный волновод. Пусть возмущение диэлектрической проницаемости планарного волновода записывается в виде [c.538]

В предыдущих разделах и в гл. 6 мы предполагали, что возмущение Де(х, у, z) диэлектрической проницаемости является вещественной величиной, которая описывает пассивные неоднородности. Наличие в среде небольшого усиления можно также рассматривать как возмущение, и в этом случае Де(х, у, z) следует считать комплексной величиной. Рассмотрим распространение электромагнитных волн в периодической среде с вещественной диэлектрической проницаемостью е(х, у, z) и комплексным периодическим возмущением Де(х, у, z). Ниже мы покажем, что генерация излучения может происходить и без наличия торцевых зеркал. При этом обратная связь осуществляется за счет непрерывного когерентного рассеяния от периодического возмущения. Общее рассмотрение, которое мы проведем ниже, применимо как к объемной периодической среде (например, слоистой среде), так и к периодическому волноводу. [c.474]

Основной принцип электрооптической модуляции в диэлектрических волноводах заключается в отводе всей или части мощности из моды ТЕ (или ТМ) на входе в моду ТМ (или ТЕ) на выходе с помощью внешнего постоянного (или низкочастотного) электрического поля. Для определенности рассмотрим следующий случай преобразования мод ТМ — ТЕ. Такое преобразование происходит из-за возмущения функции диэлектрической проницаемости s(x), производимого внешним электрическим полем через электрооптический эффект. Пусть Де есть изменение тензора диэлектрической проницаемости (х), обусловленное наличием постоянного электрического поля. В соответствии с результатами, полученными в разд. 6.4 и [c.483]

Величины, входящие в выражения для и связаны с возмущениями диэлектрической проницаемости в одном из волноводов, [c.498]

Если волноводы сделаны из электрооптического материала, то периодическое возмущение показателя преломления может быть получено приложением вдоль волноводов знакопеременного напряжения. Использование электрооптического возмущения диэлектрической проницаемости дает также способ электрического переключения направленного ответвителя. [c.507]

Мы видим, что расходится при ф = (п 1/2)х. Из интуитивных соображений это означает, что слабая падающая волна может возбудить очень сильное поле внутри канала. Иными словами, ситуация, при которой ф = (п 1/2)тг, соответствует резонансу системы, в которой возникает поле бесконечно большой амплитуды при конечной амплитуде возбуждения. Создаваемое таким образом в системе поле называют модой, распространяющейся в направлении х. При этом соотношение (3.3.19) определяет значения 0, при которых возможно возбуждение мод. Так как величина= п о однозначно определяется при данной величине в", одновременно с в можно найти и дискретный набор разрешенных значений Каждая из мод в большей или меньшей степени сконцентрирована внутри освещенной области г а < г < При этом система ведет себя как диэлектрический волновод, передающий возмущение вдоль оси х с возможными волновыми числами к . [c.166]

В предыдущем разделе мы рассматривали некоторые общие свойства мод диэлектрического волновода и, в частности, получили решения для локализованных мод, распространяющихся в волноводном слое. Волноводные моды могут быть возбуждены и распространяться вдоль оси (г) диэлектрического волновода независимо друг от друга при условии, что диэлектрическая проницаемость е(х, у) = е п (х, у) сохраняется постоянной вдоль оси z. В случае когда имеется возмущение диэлектрической проницаемости Де(г, v, z), обусловленное несочершенствами волновода, искривлением оси, наличием гофра на поверхности и т. п., собственные моды оказываются связанными между собой. Иными словами, если на входе волновода возбуждается чистая мода, то некоторая часть ее мощности может перейти в другие моды. Существует большое число экспериментов и устройств, в которых намеренно создают взаимодействие между такими модами [2—5, 7]. Два типичных примера относятся к преобразованию мод ТЕ ТМ электрооптическими методами [4, 5], с помощью акустооптического эффекта [2] или взаимодействия прямой и обратной мод из-за наличия гофра на одной из границ волновода. В данном разделе для описания такого взаимодействия мод мы используем теорию связанных мод, развитую в гл. 6. Некоторые из важных результатов можно кратко описать следующим образом. Возмущение диэлектрической постоянной представляется небольшим возмущающим членом Ле(х, у, г). Тогда тензор диэлектрической проницаемости как функция пространственных координат запишется в виде [c.459]

Уравнения (11.3.5) описывают эволюцию модовых амплитуд Af iz) в процессе распространения волн вдоль волновода и представляют собой систему дифференциальных уравнений, решения которых можно получить для целого ряда модовых взаимодействий [2]. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые важные примеры. Частным случаем, заслуживающим внимания, является возмущение диэлектрической проницаемости Ае = Ле(х, у), зависящее только от координат X и у т. е. случай de/dz - 0). Этот вопрос мы обсудим ниже. [c.460]

Из выражений (11.8.13) и (11.8.14) следует, что если 6 > /с, то доля преобразуемой мощности мала. Это имеет место, когда два волновода имеют сильно отличающиеся диэлектрические проницаемости, а значит, и постоянные распространения. Однако и в этом случае возможна полная передача мощности при условии, что между двумя волноводами имеется периодическое возмущение диэлектрической проницаемости. Период такого возмущения должен быть равен 2ж/ф + чтобы компенсировать рассогласование фаз при однонаправленной связи, и должен быть равен 2 г/( 3д -I- Kjj) при встречной связи. Вследствие периодич- [c.506]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...