
【计】 optical waveguide
lightwave
【化】 light wave
【医】 light wave
guide; lead; teach; transmit
【医】 guidance; guide
光波导(Optical Waveguide)是一种用于约束和引导光波在特定路径中传输的物理结构。从汉英词典及光学专业角度,其详细含义可解析如下:
光波导(Optical Waveguide)
指由高折射率介质(如玻璃、硅或聚合物)构成的通道或结构,其外围被低折射率介质包裹。光波通过介质边界处的全反射原理被限制在通道内传播,实现低损耗、定向的光能量传输 。
折射率差
核心层与包层的折射率差异($n{text{core}} > n{text{cladding}}$)是光约束的基础,满足全反射条件:
$$ thetac = sin^{-1}left(frac{n{text{cladding}}}{n_{text{core}}}right) $$
其中 $theta_c$ 为临界角(来源:IEEE 光子学协会术语库)。
传输模式
支持单模或多模传输,取决于波导尺寸与光波长关系。单模波导的典型尺寸与波长相当(微米量级),多模波导则更大(来源:美国光学学会《光学手册》)。
术语定义库(标准编号:IEEE P2110.1)
第4卷《光纤与光波导》章节
"Waveguide Theory" 条目(ISBN 978-3-527-40628-9)
(注:因平台限制未提供直接链接,来源名称与标准编号可供读者检索验证。)
光波导是一种通过特定介质结构引导光波传输的技术装置,其核心原理基于光的全反射现象。以下是详细解释:
光波导由高折射率材料(如石英玻璃、硅基材料)构成,通过“芯层-包层”结构约束光波在有限区域内传播。主要分为集成光波导(平面/条形结构)和圆柱形光波导(光纤)两大类。
全反射条件:当光从高折射率介质(n₁)进入低折射率介质(n₂)时,若入射角θ₁超过临界角θ_c,则发生全反射。临界角计算公式为: $$ θ_c = arcsinleft(frac{n₂}{n₁}right) $$ 此特性使光被限制在芯层内传播。
结构设计:通过芯层(高折射率)与包层(低折射率)的凸形折射率分布实现光约束。
分类依据 | 类型 | 特点与应用 |
---|---|---|
结构形状 | 光纤波导 | 圆柱形结构,用于长距离通信(如海底光缆)和医疗内窥镜 |
平面光波导 | 薄膜结构,应用于光子芯片和AR眼镜显示模组(如CES展出的AI眼镜) | |
光子晶体波导 | 纳米级周期性结构,实现超小尺寸光控制 | |
材料类型 | 硅基/聚合物波导 | 硅基用于高精度集成光路,聚合物成本低、易加工 |
如需更完整的分类或技术细节,可参考、5、6中的专业描述。
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