с.1.1 Поперечний перетин плоского хвилеводу, що складається з тонкої плівки товщиною (або заввишки) h з показником заломлення n f , укладеної між підкладкою і покривним матеріалом з показниками заломлення n s і n c .
Часто покривним матеріалом служить повітря, в цьому випадку n c = 1. Типові значення різниці між показниками заломлення плівки та підкладки лежать в діапазоні від 10 -3 до 10 -1 , а типова товщина плівки 1 мкм. Область поширення світла обмежується в результаті повного внутрішнього відображення на поверхнях розділу плівка - підкладка і плівка - покривний шар. Оптична хвиля, введена в хвилевід, поширюється вздовж хвилеводу, при цьому енергія хвилі зосереджена в центральному шарі і в деякій близькості від нього. Таким чином, в плоскому хвилеводі відбувається поширення хвилі не в трьох, а в двох вимірах уздовж поверхні хвилеводу.
. Геометрична оптика плоских хвилеводів
заломлення і віддзеркалення
Уявімо собі кордон двох ізотропних, однорідних діелектричних середовищ без втрат, з показниками заломлення n 1 і n 2 (рис.1.2).
В
Рис.1.2 Напрямок нормалей до хвильовим поверхнях переломленого і відбитого світла на плоскій межі розділу двох середовищ з показниками заломлення n 1 і n 2 .
Кут падіння -? 1
На цю кордон падає когерентна світлова хвиля, нормаль до хвильової поверхні якої утворює з нормаллю до кордону розділу кут? 1 . У загальному випадку хвиля з комплексною амплітудою A на межі розділу частково відбивається і частково заломлюється. Кут? 2 для заломленої хвилі С можна визначити із закону Снеллиуса:
(1)
На кордоні комплексна амплітуда відбитої хвилі У лінійно пов'язана через комплексний коефіцієнт відбиття R з комплексною амплітудою А:
(2)
Коефіцієнт відображення залежить від кута падіння і поляризації світла і визначається з формул Френеля. Для ТІ - поляризації ми можемо записати ([5], гл. 5, В§ 65):
В
(3)
Так званий критичний кут? c визначається виразом
...
