Моды кирального и кирально-анизотропного планарных оптических волноводов

• Автор: Кушнарёв, Кирилл Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 79 с. : ил

Оглавление
Введение

1. Предмет исследований и обзор близких по тематике работ

2. Краткое содержание диссертации

3. Краткое перечисление результатов, выносимых на защиту

4. Апробация работы (список докладов и статей)

Глава

1.1 Материальные уравнения

1.2 Основные уравнения для описания полей

1.3 Граничные условия

Основные результаты
Глава
2.1 Моды асимметричного планарного кирально-изотропного
« диэлектрического волновода
2.2 Вывод дисперсионного уравнения
2.3 Дисперсионные свойства мод
Основные результаты
Глава
3.1 Моды асимметричного планарного кирально-анизотропного диэлектрического волновода
3.2 Вывод дисперсионного уравнения
3.3 Дисперсионные свойства мод
Основные результаты

Глава
4.1 Поляризационные свойства мод и преобразование
поляризаций
Основные результаты
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Предмет исследований и обзор близких по тематике работ
Первым, кто ввел термин киральность, был лорд Кельвин, определивший ее как свойство объекта не совпадать со своим зеркальным отображением ни при каких перемещениях и вращениях. Таким образом киральность есть геометрическое свойство трехмерного объекта, который может существовать в двух видах: объект и его зеркальный двойник, например, руки (кира — по-гречески рука), винты и спирали правой и левой закрутки и так далее. Киральность широко распространена в природе: большинство органических веществ — киральны из-за спиралевидной формы молекул; неорганические природные вещества, обладающие свойством оптической активности или киральности, давно известны в оптике. Отмеченные еще Ньютоном и Гюйгенсом особые свойства света, отраженного от «исландских кристаллов», только в 19 веке привлекли особое внимание ученых. После работ Герца, аналогичная активность для волн радиодиапазона в естественных средах почти не изучалась из-за малости проявляемого эффекта. Первые попытки создать искусственную, взаимную, киральную среду датированы 1898 годом, когда Бозе наблюдал вращение плоскости поляризации волн, испущенных электрическим разрядом, в веществе из скрученного джута [1]. Но наиболее показательным явился эксперимент финского ученого Карла Ф. Линдмана, который в 1914 году исследовал вращение поляризации электромагнитных волн, проходящих через среду, составленную из 700 лево и правосторонних медных спиралек, помещенных в вату. Впервые было экспериментально доказано, что среды, преимущественно состоящие из

ГЛАВА
Рассмотрим асимметричный планарный диэлектрический волновод (рис. 3.1) с волноведущим слоем из кирально-анизотропного материала. Пусть киральный материал обладает двуосной анизотропией: оси
анизотропии диэлектрической проницаемости совпадают с осями ох и оу соответственно, и тензор киральности р имеет диагональный вид
ч 0 0^ ч 0 0"
Е* = ^(1 + е)> е = 0 0 . р = 0 Ру
Ч 0 0, ч 0 Ру
Подложка и верхний слой выполнены из изотропных некиральных
диэлектрических материалов с £, и ео соответственно. Распространение мод в волноводе происходит ВДОЛЬ ОСИ 2.
3.1 Моды асимметричного планарного кирально-анизотропного
диэлектрического волновода
Компоненты функций поля для исследуемых двумерных полей волноводных мод, как и в изотропном случае, представим через функции типа
Ку* = Х,уЛу) ехр[г(й* - ^)], (3.1.1)
К?,* = Хм (У) ехр[г'(йЖ - уг)], (3.1.2)
где у - постоянная распространения моды.
Для мод в кирально-анизотропном волноведущим слое, подставляя (3.1.1) в уравнение (1.2.9) и (3.1.2) в (1.2.10), представим в координатной форме с