平板介质波导横向谐振及其运用.pptx

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平板介质波导
BRAND PLANING
之
横向谐振原理
RANSVERSE ROSONANCE(TR)
-----SJTU&林琳
全反射的条件
从光密介质（n1,1）到光疏介质（ n2,2）
入射角大于临界角
即n1>n2, 1> 2
全反射
01
04
02
03
边界条件
驻波一般由入射、反射波叠加而成，反射发生在两介质交界面上，在交界面处出现波节还是波腹，取决于介质的性质.
相位跃变（半波损失）
当波从波疏介质垂直入射到波密介质,被反射到波疏介质时形成波节. 入射波与反射波在此处的相位时时相反, 即反射波在分界处产生 的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.
反射特性
波密介质 波疏介质
当波从波密介质垂直入射到波疏介质， 被反射到波密介质时形成波腹. 入射波与反射波在此处的相位时时相同，即反射波在分界处不产生相位跃变.
驻波的能量
驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化，在相邻的波节间发生动能和势能间的转换，动能主要集中在波腹，势能主要集中在波节，但无能量的定向传播.
3
2
1
4
横向谐振原理是分析介质波导的有效方法，横向谐振是波导在导模层中传播必要而非充分条件。
如下图：I III为覆盖层，II为导模层。
如果电磁波局限在导模层传播，那么导模层中倾斜投射到导模层与相邻介质交界面时一定会发生全反射，使得波沿x方向曲折前进。要发生全反射就要求导模层的介电常数大于相邻介质的介电常数，且入射角大于临界角。同时导模层中来回反射一次在z方向相移为2的整数倍，使得多次反射后的波相位相同不被抵消。
因此，z方向的入射波和反射波相互干涉，形成驻波。即发生横向谐振。
TR原理分析
根据波的传输线理论，z方向波的传播可用图6-34(b)、(c)的电路等效。横向谐振要求：坐标轴z等于常数的任何一个参考面，比如z=0，向z<0、z>0区域看进去的输入阻抗或输入导纳之和等于零。即：即：即：