Диэлектрический волновод. Световод

Диэлектрический волновод (световод) представляет собой диэлектрический цилиндр радиуса а, выполненный из диэлектрика с параметрами e _а, m _а. В диэлектрическом волноводе может существовать бесконечно большое число различных типов волн, имеющих различный характер изменения поля по координатам j, r.

Основным типом волны является волна НЕ ₁₁, являющаяся суперпозицией волн Н ₁₁ и Е ₁₁ круглого волновода. Эта волна может распространяться вдоль волновода на любых частотах и при любых его диаметрах (l_кр = ¥). Величина фазовой скорости волны в диэлектрическом волноводе лежит между величиной скорости волны, распространяющейся в среде, окружающей волновод, и величиной фазовой скорости этой же волны в среде с параметрами e _а и m _а (такими же, как и параметры диэлектрического волновода).

Энергия при этом распространяется как внутри, так и вне диэлектрика. Вне волновода энергия переносится поверхностной волной. Чем больше радиус волновода, по сравнению с длиной волны, и чем больше e _а/ e₀, тем большая часть энергии распространяется внутри волновода.

По мере приближения к критической частоте энергия, переносимая внутри диэлектрика, стремится к нулю.

Распространение волн в световоде можно объяснить, используя явление полного внутреннего отражения от границы раздела двух диэлектриков (см. раздел 5).