简单的光波导理论可通过射线光学进行研究,但是要对光波导器件进行精确设计,就一定要用到波动光学的理论。波动光学的理论基础即麦克斯韦方程组,它可以写成4个耦合的方程,其中两个标量方程,两个矢量方程。它可以写成积分和微分两种形式,其中自由空间光传播的微分形式如下: 式中,E,H,D,B,J和p分别代表电场强度、磁场强度、电位移矢量、密度和电荷密度。 电场强度E和磁场强度H与电位移矢量D和磁感应强度B的关系为 式中,σ是电导率(单位为s/m)。 式(4-53)被称为波方程,它描述了电磁波的传输特性。对光波导求解波方程可以用数学方法描述光波导的模式。电磁波理论在描述
