第5章 光在波导中的传播

若在玻璃等透明材料衬底上，制备折射率高于衬底材料、厚度可以与波长相比拟的薄膜，则光可以被限制在这层高折射率的薄膜中传播。这种约束光传播的介质结构称为光波导。介质波导是在集成光学系统中起光波的限制、传输、耦合等作用的元件。按几何结构分，它包括平板波导、矩形波导和圆波导（光纤）等。根据波导层折射率分布又可分成均匀波导和非均匀波导。均匀波导的各层介质折射率均为常数，非均匀波导的折射率随空间位置变化。

本章将介绍光在波导中的传播规律。首先介绍平板波导的模式分析，引入波导归一化参数、截止频率及模式数量等概念;并讨论模式的正交性和完备性。然后介绍两种矩形波导的数值分析方法，即马卡提里（Marcatili）近似解法和有效折射率法。最后介绍光纤波导的传输特性。