第5章 光在波導中的傳播

若在玻璃等透明材料襯底上，制備折射率高于襯底材料、厚度可以與波長相比擬的薄膜，則光可以被限制在這層高折射率的薄膜中傳播。這種約束光傳播的介質(zhì)結構稱為光波導。介質(zhì)波導是在集成光學系統(tǒng)中起光波的限制、傳輸、耦合等作用的元件。按幾何結構分，它包括平板波導、矩形波導和圓波導（光纖）等。根據(jù)波導層折射率分布又可分成均勻波導和非均勻波導。均勻波導的各層介質(zhì)折射率均為常數(shù)，非均勻波導的折射率隨空間位置變化。

本章將介紹光在波導中的傳播規(guī)律。首先介紹平板波導的模式分析，引入波導歸一化參數(shù)、截止頻率及模式數(shù)量等概念;并討論模式的正交性和完備性。然后介紹兩種矩形波導的數(shù)值分析方法，即馬卡提里（Marcatili）近似解法和有效折射率法。最后介紹光纖波導的傳輸特性。