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  集成光学的学科理论:

  集成光学理论主要是中波导理论,可以帮助人们深入理解波导中光学现象的物理性质,并用于光波导,器件和光路的研究和设计。对波导中光学现象(例如传播,耦合,调制等)的研究通常被称为导波光学。

  从不同角度建立了中波导理论。首先,中波导的电磁理论基于麦克斯韦方程。其次,从射线光学的角度建立了锯齿波模型的波导理论。波导中的光波在薄膜的两个界面之间来回反射,采用锯齿形路径。

  基于锯齿波模型,可以简单直观地推导出模态方程,讨论了介质波导理论的基本概念,并讨论了棱镜,光栅耦合器和表面散射等诸多问题。此外,从量子力学的角度建立了势阱模型的波导理论。描述波导中光波运动的波动方程与描述井中电子运动的薛定谔方程具有相同的形式。

  耦合模理论通常用于分析集成光学中的许多重要现象和器件。实际的波导系统被认为是一种扰动波导系统,由于波导结构的不规则性和材料不均匀性,由于模式之间的功率交换而由几个相互耦合的隔离单元组成。可以根据常规波导元件的本征模式扩展电磁场,并且可以推导和求解耦合模式方程。在集成光学中,耦合模式方程主要用于处理引导模式之间,引导模式和介质波导中的辐射模式之间的各种耦合问题,以及与这种耦合相关的装置(参见光的电磁理论,光干涉,几何)光学)。



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