Fisica: componenti ottici

Simone Malacrida

• Editore: Simone Malacrida
• Anno: 2016
• ISBN:
  9781523658541
• Argomento: Scienze fisiche
• Categoria: Fisica

In questo libro sono presentati i seguenti argomenti:
guide d'onda dielettriche, lastra piana e propagazione guidata
modulatori acusto-ottici ed elettro-ottici
amplificatori ottici
reticoli ottici
laser

I

LE GUIDE E LA LASTRA PIANA

Introduzione

Una guida d’onda dielettrica è un componente nel quale una determinata onda elettromagnetica riesce a propagarsi in una particolare direzione mantenendosi confinata in una porzione limitata del piano, trasverso alla medesima direzione di propagazione.

Questo è il concetto della propagazione guidata, alla base di tutti i componenti ottici ed elettro-ottici.

I meccanismi fisici alla base di tale propagazione risiedono nella particolarità di alcuni materiali, detti dielettrici appunto, per i quali vi è una differente permettività elettrica nelle varie direzioni e, contemporaneamente, è presente un fenomeno di riflessione totale.

In tali condizioni, le equazioni di Maxwell che governano l’onda elettromagnetica riescono a definire delle funzioni che si “auto sostengono”, i cosiddetti modi.

I modi

Consideriamo una struttura cilindrica in direzione z.

Le equazioni di Maxwell si possono esprimere come:

Gamma è detta costante di propagazione e può essere così espressa:

A loro volta, alfa è detta costante di attenuazione e beta costante di fase, in quanto agiscono, rispettivamente sull’ampiezza dell’onda e sulla fase della medesima.

Le funzione E e H che descrivono i campi elettrici e magnetici in direzione trasversa rispetto alla direzione di propagazione, sono detti modi.

Dalle equazioni di Maxwell si ricava che:

Laddove il materiale è omogeneo, tali equazioni ricadono nella più generale formulazione di Helmholtz:

Un generico modo trasporta una potenza siffatta:

Dalla quale si evince il nome dato alla costante alfa.

Si può dimostrare che i modi rappresentano una base di soluzioni per le strutture cilindriche ossia sono completi, ortogonali e ortonormali.

Funzione di trasferimento

Data una guida d’onda dielettrica di lunghezza L, se misuriamo il campo all’uscita e all’ingresso della medesima e ne facciamo il rapporto, otteniamo la funzione di trasferi...

Indice dei contenuti

• Copertina
• Fisica: componenti ottici
• Indice dei contenuti
• INDICE ANALITICO
• INTRODUZIONE
• I
• II
• III
• IV
• V