Распространение волн в слоистой диэлектрической среде

Распространение волн в слоистой диэлектрической среде 66 [c.4]

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]

Обращаясь к рис. 11.28, рассмотрим слоистый диэлектрический волновод с подложкой, состоящей из периодической слоистой среды с показателями преломления и п . Волноводный слой имеет показатель преломления такой, что где — показатель преломления другой граничной среды (для воздуха = 1). Локализованное распространение формально можно рассматривать как зигзагообразное распространение плоской волны в сердцевине (п ), которая испытывает полное внутреннее отражение на границе раздела х = -t со средой с низким показателем преломления (nj и брэгговское отражение на границе х = О с периодически слоистой средой. Для высокого брэгговского отражения необходимо, чтобы угол падения удовлетворял условию Брэгга или, более точно, чтобы условие распространения внутри слоистой среды выполнялось в пределах запрещенных зон (см. разд. 6.6). [c.516]

Рассмотрим слоистую волноводную структуру (рис. 11.2) с металлической подложкой (среда III). Показатель преломления металлической подложки является комплексной величиной. Например, комплексные показатели преломления меди, золота и серебра при X = 6328 А равны соответственно = 0,16 - г3,37 0,16 - /3,21 и 0,067 - /4,05. Коэффициенты отражения этих металлических поверхностей крайне высоки (почти 100%), особенно при скользящем падении (в 90°), вследствие большой мнимой части (большого коэффициента экстинкции) и малой вещественной части показателя преломления 3. Действительно, если — чисто мнимое число, то волна в среде III всегда затухает. Коэффициент отражения света от такой идеальной металлической поверхности всегда равен 100% независимо от угла падения и состояния поляризации. Таким образом, идеальный металл, подобный этому, может обеспечивать полное отражение, необходимое для локализованного распространения. Среда с чисто мнимым показателем преломления имеет отрицательную диэлектрическую проницаемость и нулевую оптическую проводимость. Для меди, золота и серебра мы имеем соответственно п = -11,33 - /1,08 -10,28 - /1,03 и -16,40 - /0,54. Заметим, что мнимая часть величины п, которая пропорциональна оптической проводимости а, мала для всех трех металлов. [c.511]

В разд. 6.9 мы показали, что на границе между однородной диэлектрической и периодической слоистой диэлектрической средами могут существовать поверхностные электромагнитные волны. Эти моды являются в действительности затухающими блоховскими волнами периодической среды. При данной частоте ш в такой структуре может распространяться большое число как ТЕ-, так и ТМ-мод. Покажем теперь, что поверхностные электромагнитные волны могут также существовать на границе между двумя средами, если диэлектрические проницаемости сред имеют противоположные знаки (например, воздух и серебро). При данной частоте существует лищь одна ТМ-мода. Амплитуда волны экспоненциально уменьшается в обеих средах в направлении, перпендикулярном поверхности. Эти моды называются также поверхностными плазмо-нами вследствие вклада электронной плазмы в отрицательную диэлектрическую проницаемость металлов, когда оптическая частота меньше плазменной частоты (т. е. ш < w ). Ниже мы получим характеристики распространения поверхностных электромагнитных волн. [c.528]

В 1.5 мы изучали распространение электромагнитных волн в слоистых диэлектрических средах, т. е, в диэлектрических средах, оптические своигтиа коюрых зависят лишь от одной из декартовых координат. Сейчас мы кратко рассмотрим обобщение теории на слоистые среды, содержащие поглощающие элементы. Таким образом, мы предположим, что в дополнение к е и х, зависящим лишь от одной коордииаты, имеется конечная проводимость а, которая также является функцией только этой координаты. [c.581]

Ход дисперсионных зависимостей в области распространения существенно зависит "от типа волновода. Для волноводов с гладкими идеально проводящими стенками качественный характер зависимости /г(со) в области распространения показан сплошной линией на рис. 1.3, б. При этом дисперсионная кривая всегда лежит ниже прямой Ке/г = со/с. В волноводах с импедансными стенками (например, в гребенчатых волноводах, см. гл. 4) возможен иной тип дисперсионной характеристики (пунктирная кривая на рис. 1.3, б). В точке пересечения этой кривой прямой 1 е/г = со/с происходит преобразование объемной волны в поверхностную. В точке со = соотс поверхностная волна терпит отсечку при этом функция /г(со) имеет полюс. Это связано с тем, что для гребенчатого волновода функция А (Л, (о) при заданных параметрах гребенки не является аналитической (см. гл. 4). Это существенно отличает данную систему от,. например, слоистой диэлектрической среды, рассмотренной в [12]. Заметим, что для волн, показанных на рис. I, 3, б, характерна так называемая нормальная дисперсия, т. е. выполняется условие [c.57]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...