Стр. 23 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А
23
Благодаря низким потерям поперечное распределение полей направляе-
мых волн мало отличается от того, которое имеет место в идеальном волноводе.
В связи с этим для расчета затухания можно использовать метод возмущений,
при котором поле полагается совпадающим с невозмущенным, а потери учиты-
ваются через δ tg диэлектрических сред.
Поскольку на частоте отсечки поле несимметричного пленочного
волновода излучается в подложку, а волна становится ненаправляемой,
затухание в волноводе целиком определяется затуханием в подложке. С
увеличением частоты поле втягивается в пленку. В результате потери в
подложке уменьшаются, в пленке растут. Зависимость нормированного
затухания от частоты показана на рис. 1.16, где α – постоянная затухания
направляемой пленкой волны; β – фазовая постоянная; 1 α – постоянная
затухания однородной плоской волны в среде с параметрами пленки;
0 0 0 µεω= k .
Рис. 1.16
0 0 , EH
011 k n α
αβ
R 0
2
π π π
2
3 π 2 π
2
5
1,0
1 1 , EH 2 2 , EH
Как видно из рис.1.16, с ростом частоты 01 kn →β (поле втягивается в
пленку), при этом 1 α→α.
Направляемые волны пленочных волноводов затухают не только из-за
поглощения, но и из-за рассеяния на локальных изменениях показателя пре-
ломления и на нерегулярностях (отклонениях от плоской геометрии) границ
пленки. Локальные пространственные вариации показателя преломления имеют
микроскопические размеры, малые по сравнению с длиной световой волны.
Потери на рассеяние однородных плоских волн в массе диэлектрика подчиня-
ются закону Релея и дают вклад в мнимую часть их волнового числа, пропор-
циональный 4 − λ . Для направляемых волн пленочных волноводов потери на
рассеяние на локальных вариациях показателя преломления несколько отлича-
ются из-за наличия границ от потерь в массе диэлектрика.