Собственные волны плоского симметричного анизотропного волновода

Обложка

Аннотация


Получены точные дисперсионные уравнения для плоского симметричного диэлектрического анизотропного волновода, в котором изотропным является волноведущий слой, а обрамляющие среды предполагаются анизотропными одноосными средами. Тензоры диэлектрической проницаемости обрамляющих сред при этом не предполагаются диагональными, а именно - у одной из них этот тензор образован путём поворота диагонального тензора на некоторый угол между оптической осью анизотропной среды и направлением распространения электромагнитной волны. Тензор диэлектрической проницаемости другой анизотропной среды повёрнут на такой же угол, но в противоположном направлении, при этом оптические оси обеих обрамляющих сред лежат в плоскости, параллельной границам волноведущей структуры. Таким образом, в обрамляющих средах поддерживается существование шестикомпонентных электромагнитных волн. В дисперсионных свойствах такого волновода наблюдаются некоторые особенности, по сравнению со случаем, когда обрамляющие среды предполагаются изотропными. Обнаружено, что первая симметричная мода такого волновода имеет конечное замедление при нулевой толщине изотропного слоя, что говорит о возможности возникновения поверхностных электромагнитных волн (так называемых волн Дьяконова) на границах этого изотропного слоя. Отмечено, что переход антисимметричной моды в Дьяконовскую волну происходит при конечной толщине волноведущего слоя. Приведены зависимости величины замедления элементарной (симметричной) моды от угла поворота оптической оси анизотропных сред относительно направления распространения направляемой волны волноводной структуры. Кроме дисперсионных свойств такого волновода исследованы поперечные распределения полей направляемой электромагнитной волны, приведены точные аналитические выражения для амплитуд полей этой волны.


Олег Николаевич Бикеев

Лицо (автор) для связи с редакцией.
bickejev@gmail.com
Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198

заведующий лабораторией Института физических исследований и технологий РУДН

Константин Петрович Ловецкий

lovetskiy_kp@rudn.university
Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198

доцент, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной информатики и теории вероятностей РУДН

Антон Леонидович Севастьянов

sevastianov_al@rudn.university
Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной информатики и теории вероятностей РУДН

  • Dyakonov Surface Waves: a Review / O. Takayma, L.-C. Crasovan, S. Johansen et al. // Electromagnetics. - 2008. - Vol. 28. - Pp. 126-145.
  • Polo Jr. J. A., Lakhtakia A. A Surface Electromagnetic Waves: a Review // Laser & Photonics Reviews. - 2011. - Vol. 5. - Pp. 234-246.
  • Observation of Dyakonov Surface Waves / O. Takayama, L. Crasovan, D. Artigas, L. Torner // Physical Review Letters. - 2009. - Vol. 102. - P. 043903.
  • New Waveguide Modes in Anisotropic Structures / L. Torner, C. Santos, J. P. Torres, D. Mihalache // Fiber and Integrated Optics. - 1993. - Vol. 13. - Pp. 271-280.
  • Boroujeni M. A., Shahabadi M. Modal Analysis of Multilayer Planar Lossy Anisotropic Optical Waveguides // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. - 2006. - Vol. 8. - Pp. 856-863.
  • Kweon G., Hwang-bo S., Kim C. Eigenmode of Anisotropic Planar Waveguide // Journal of the Optical Society of Korea. - 2004. - Vol. 8, No 3. - Pp. 137-146.
  • Lekner J. Reflection and Refraction by Uniaxial Crystals // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1991. - Vol. 3. - Pp. 6121-6133.
  • Бикеев О. Н., Севастьянов Л. А. Поверхностные электромагнитные волны на границе анизотропных сред // Вестник РУДН. Серия: Математика. Информатика. Физика. - 2017. - Т. 25, № 2. - С. 141-148. - doi: 10.22363/2312-9735-2017-252-141-148.
  • .Nelatury S. R., Polo J. A., Lakhtakia Jr. A. Surface Waves with Simple Exponential Transverse Decay at a Biaxial Bicrystalline Interface: Errata // Journal of the Optical Society of America A. - 2007. - Vol. 24. - Pp. 2102-2102.
  • Walker D. B., Glytsis E. N., Gaylord T. K. Surface Mode at Isotropic-Uniaxial and Isotropic-Biaxial Interfaces // Journal of the Optical Society of America A. - 1998. - Vol. 15, No 1. - Pp. 248-260.
  • Аверкиев Н. С., Дьяконов М. И. Электромагнитные волны, локализованные на границе раздела прозрачных анизотропных сред // Оптика и спектроскопия. - 1990. - Т. 68, № 5. - С. 1118-1121.

Просмотры

Аннотация - 1460

PDF (Russian) - 221


© Бикеев О.Н., Ловецкий К.П., Севастьянов А.Л., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.