非对称平板波导弯曲损耗分析：电磁理论与微扰法

"非对称平板波导的弯曲损耗" 这篇论文主要研究了非对称平板波导在弯曲情况下的损耗问题。非对称平板波导是指波导结构的各个层介质折射率不均匀，这可能导致光波在传播过程中产生损耗。文章采用了四层介质平板波导模型来分析这一现象，其中包括一层折射率为n1的薄膜，两层无限厚的衬底和包层，其折射率分别为n2和n3，以及一层折射率为n0的间隙，且n1>n2>n0>n3。 作者首先利用电磁理论，即麦克斯韦方程，推导出非对称弯曲平板波导的特征方程。这个过程涉及到在不同介质之间边界条件的应用，以确定波导模式的传播特性。接着，他们采用微扰技术来处理波导的弯曲部分，通过计算传播常数的虚部变化来求得弯曲损耗系数。这种方法避免了直接计算辐射功率和积分运算的复杂性，使得计算更为简洁。 论文指出，之前的研究往往依赖于光线传输理论和特定的透射率公式，这种方法在理论上不够严谨。而本研究则完全基于电磁理论，确保了分析的准确性。数值计算结果显示，提出的公式对于预测非对称平板波导的弯曲损耗具有更高的精度。 文中提到的四层介质平板波导的特征方程是分析的基础。在弱耦合条件下，即间隙厚度较大时，可以近似认为电磁场主要限制在薄膜中，而泄漏到包层的影响较小。在这种情况下，波导可以被视为三层平板波导的微扰系统，简化了问题的处理。 通过对不同参数的数值计算，论文比较了本文的方法与先前文献中的近似方法，得出结论：本文提出的弯曲损耗系数公式比已有文献的结果更为精确。这为理解和优化非对称平板波导设计提供了有价值的理论依据，特别是在光电子和微波工程领域，对于减少信号传输损耗和提高器件性能具有重要意义。