Компоненты волоконно-оптических систем. Белкин М.Е. - 9 стр.

                               9

электромагнитной волны. Учет волновой природы оптического
излучения позволил установить, что из всего континиума свето-
вых лучей в пределах угла полного внутреннего отражения для
данного световода только ограниченное число лучей с дискрет-
ными углами падения может образовывать т.н. направляемые
волны, которые также называют волноводными модами. Процесс
их распространения в круглом световоде описывается уравнени-
ями Максвелла в цилиндрических координатах, а процесс пе-
реотражения от границ - формулами Френеля. Волновой анализ
световода достаточно полно рассмотрен в специальной литерату-
ре, например, в [1-4]. Мы лишь воспользуемся его результатами.
      Расчеты волновых процессов показали, что набег фазы рас-
пространяющейся волны после переотражения от границы серд-
цевина-оболочка должен составлять целое число полуволн. Дру-
гими словами, чтобы волны при интерференции не гасили друг
друга, они должны быть в фазе после двух последовательных пе-
реотражений. Каждая волноводная мода, удовлетворяющая вы-
шеуказанному условию, обладает характерной для нее структу-
рой электромагнитного поля, фазовой и групповой скоростями
распространения.
      В соответствии с теорией поля в цилиндрическом диэлек-
трическом волноводе возможно распространение мод с круговой
симметрией поля, которые называются поперечными электриче-
скими (обозначение ТЕ0m) и поперечными магнитными (обозна-
чение ТМ0m), а также так называемых гибридных мод, которые
обозначаются НЕnm либо ЕНnm. Здесь n представляет собой число
вариаций поля по азимуту сердцевины, а m – по радиусу. Пример
структуры поля в поперечном сечении световода для мод низших
порядков n и m приведен на рис. 3.
      Число волноводных мод N для однородного двухслойного
световода [3] примерно равно:
                            N ≈V2 2                          (5)
где параметр V называется нормированная рабочая частота и
определяется из выражения:
                               2π a
                           V=       NA                       (6)
                               λ