Собственные волны плоского симметричного анизотропного волновода
- Авторы: Бикеев О.Н.1, Ловецкий К.П.1, Севастьянов А.Л.1
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 26, № 2 (2018)
- Страницы: 119-128
- Раздел: Математическое моделирование
- URL: https://journals.rcsi.science/2658-4670/article/view/328298
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-9735-2018-26-2-119-128
- ID: 328298
Цитировать
Полный текст
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.
Об авторах
Олег Николаевич Бикеев
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: bickejev@gmail.com
заведующий лабораторией Института физических исследований и технологий РУДН
ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198Константин Петрович Ловецкий
Российский университет дружбы народов
Email: lovetskiy_kp@rudn.university
доцент, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной информатики и теории вероятностей РУДН
ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198Антон Леонидович Севастьянов
Российский университет дружбы народов
Email: sevastianov_al@rudn.university
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной информатики и теории вероятностей РУДН
ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198Список литературы
- O. Takayma, L.-C. Crasovan, S. Johansen, D. Mihalache, D. Artigas, L. Torner, Dyakonov Surface Waves: A Review, Electromagnetics 28 (2008) 126–145.
- J. A. Polo Jr., L. A., A Surface Electromagnetic Waves: a Review, Laser & Photonics Reviews 5 (2011) 234–246.
- O. Takayama, L. Crasovan, D. Artigas, L. Torner, Observation of Dyakonov Surface Waves, Physical Review Letters 102 (2009) 043903.
- L. Torner, C. Santos, J. P. Torres, D. Mihalache, New Waveguide Modes in Anisotropic Structures, Fiber and Integrated Optics 13 (1993) 271–280.
- M. A. Boroujeni, M. Shahabadi, Modal Analysis of Multilayer Planar Lossy Anisotropic Optical Waveguides, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics 8 (2006) 856–863.
- G. Kweon, S. Hwang-bo, C. Kim, Eigenmode of Anisotropic Planar Waveguide, Journal of the Optical Society of Korea 8 (3) (2004) 137–146.
- J. Lekner, Reflection and Refraction by Uniaxial Crystals, Journal of Physics: Condensed Matter 3 (1991) 6121–6133.
- O. N. Bikeev, L. A. Sevastianov, Surface Electromagnetic Waves at the Interface of Two Anisotropic Media, RUDN Journal of Mathematics, Informational Sciences and Physics 25 (2) (2017) 141–148, in Russian. doi: 10.22363/2312-9735-2017-25-2-141-148.
- S. R. Nelatury, J. A. Polo, A. Lakhtakia Jr., Surface Waves with Simple Exponential Transverse Decay at a Biaxial Bicrystalline Interface: Errata, Journal of the Optical Society of America A 24 (2007) 2102–2102.
- D. B. Walker, E. N. Glytsis, T. K. Gaylord, Surface Mode at Isotropic-Uniaxial and Isotropic-Biaxial Interfaces, Journal of the Optical Society of America A 15 (1) (1998) 248–260.
- N. S. Averkiev, M. I. Dyakonov, Electromagnetic Waves Localized at the Boundary of Transparent Anisotropic Media, Optics and Spectroscopy 68 (5) (1990) 1118–1121.
Дополнительные файлы
