光在平板型光波導中的傳播

一、平板光波導的射線(xiàn)理論

模式本征方程的意義：

1.對于一個(gè)給定的模式，只有一個(gè)確定的入射方向，即波導對入射角是有選擇性的。由于模序數只能取有限個(gè)正整數，所以平板波導所能維持的導模數量也是有限的。

2.對于一定的模式，存在一個(gè)最小模厚（稱(chēng)為截止模厚）。這時(shí)入射角等于在下表面上的臨界角。當模厚比截止模厚還要小時(shí)，入射角小于臨界角，電磁場(chǎng)就傳播到襯底里取樂(lè )，因而沿薄膜波導很快就衰減下去。

3.模越厚，允許存在的模數越多。

Ta2O5薄膜波導中的TE模的有效折射率與膜厚的關(guān)系

二、平板光波導中的場(chǎng)分布

波導中模式是光波電磁場(chǎng)在波導中一種穩定分布。但各模式對應的電磁場(chǎng)的具體分布形式尚不能由模式本征方程確定出來(lái)，而應由電磁場(chǎng)的波動(dòng)方程結合波導的邊界條件來(lái)確定。

在波導內，場(chǎng)呈余弦分布，而在覆蓋層和襯底內，均作指數衰減。在覆蓋層內衰減的要快一些。這就是說(shuō)，覆蓋層與襯底的折射率和薄膜的折射率相差越大，場(chǎng)在覆蓋層與襯底內衰減的就越快，而在薄膜波導內越集中得好。

高次模的電場(chǎng)延伸到覆蓋層和襯底內比較遠的地方。