박막형 광도파관에서 이방성 매질에 의한 TE-TM 모드 변환

TE-TM Mode Conversion in Thin- Film Optical Wave-guides with Gyrotropic and Anisotropic Materials

집적광학용 광도파전에 전기팡 효파 혹은 자기광 효과를 나타내는 이방성 매질을 사용할 때 매질정수 및 박막두께등 광학적 변수가 모드 변환에 미치는 영향괼 엄밀한 파동광학의 접근 방법으로 조사하여 어떠한 박막형 광도파관 구조에도 적용될 수 있는 일반적인 해석방법을 제시하였다. 균일한 이방성 매질에서의 고유 모드와 그 구성성분 및 위상속도를 먼저 결정하고 그 결과를 이용하여 박자형 광도파관에서의 고유 모드 성분에 대한 위상특성식을 구하였고 전자파의 진행방향에 대한 모드 성분의 변화를 Jones 행열 령태로 표시하여 박막형 광도파관에서 모드 젼환의 조건과 그 변환율이 Bulk 매질에서와는 다름을 나타내었다. Wave propagation in gyrotropic or anisotropic medium is analyzed in terms of the eigenmodes of the medium, which are admixture of TE and TM waves. The field composition and the phase velocity of the modes are also determined. The results of the analysis are applied to thin film optical waveguide using such medium as substrate and/or film. Based on the characteristic equations for phase constants of the waveguide, the condition for TE-TM mode convection is derived, and wave propagation in the guide is represented in the form of Jones matrix, which allows a new interpretation in the conversion efficiency of the thin-film optical waveguides.

Wave propagation in gyrotropic or anisotropic medium is analyzed in terms of the eigenmodes of the medium, which are admixture of TE and TM waves. The field composition and the phase velocity of the modes are also determined. The results of the analysis are applied to thin film optical waveguide using such medium as substrate and/or film. Based on the characteristic equations for phase constants of the waveguide, the condition for TE-TM mode convection is derived, and wave propagation in the guide is represented in the form of Jones matrix, which allows a new interpretation in the conversion efficiency of the thin-film optical waveguides.