The purely bound electromagnetic modes of propagation supported by
waveguide structures comprised of a thin lossy metal film of finite width
embedded in an infinite homogeneous dielectric have been characterized at
optical wavelengths. One of the fundamental modes supported by the
structure exhibits very interesting characteristics and is potentially
quite useful. It evolves with decreasing film thickness and width towards
the TEM wave supported by the background (an evolution similar to that
exhibited by the s.sub.b mode in symmetric metal film slab waveguides),
its losses and phase constant tending asymptotically towards those of the
TEM wave. Attenuation values can be well below those of the s.sub.b mode
supported by the corresponding metal film slab waveguide. Low mode power
attenuation in the neighborhood of 10 to 0.1 dB/cm is achievable at
optical communications wavelengths, with even lower values being possible.
Carefully selecting the film's thickness and width can make this mode the
only long-ranging one supported. In addition, the mode can have a field
distribution that renders it excitable using an end-fire approach. The
existence of this mode renders the finite-width metal film waveguide
attractive for applications requiring short propagation distances and 2-D
field confinement in the transverse plane, enabling various devices to be
constructed, such as couplers, splitters, modulators, interferometers,
switches and periodic structures. Under certain conditions, an asymmetric
structure can support a long-ranging mode having a field distribution that
is suitable to excitation using an end-fire technique. Like asymmetric
slab waveguides. The attenuation of the long-ranging mode near cutoff
decreases very rapidly, much more so than the attenuation related to the
long-ranging mode in a similar symmetric structure. The cutoff thickness
of a long-ranging mode in an asymmetric finite-width structure is larger
than the cutoff thickness of the s.sub.b mode in a similar asymmetric slab
waveguide. This implies that the long-ranging mode supported by an
asymmetric finite-width structure is more sensitive to the asymmetry in
the structure compared to the s.sub.b mode supported by a similar slab
waveguide. This result is interesting and potentially useful in that the
propagation of such a mode can be affected by a smaller change in the
dielectric constant of the substrate or superstrate compared with similar
slab structures.
Οι καθαρώς συνδεδεμένοι ηλεκτρομαγνητικοί τρόποι διάδοσης που υποστηρίζονται από τις δομές κυματοδηγού που αποτελούνται από μια λεπτή με απώλειες ταινία μετάλλων του πεπερασμένου πλάτους που ενσωματώνεται άπειρο ομοιογενή σε έναν διηλεκτρικό έχουν χαρακτηριστεί στα οπτικά μήκη κύματος. Ένας από τους θεμελιώδεις τρόπους που υποστηρίζονται από τη δομή εκθέτει τα πολύ ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά και είναι ενδεχομένως αρκετά χρήσιμος. Εξελίσσεται με το μειωμένος πάχος και το πλάτος ταινιών προς το κύμα TEM που υποστηρίζεται από το υπόβαθρο (μια εξέλιξη παρόμοια με αυτήν που εκτίθεται από τον τρόπο s.sub.b στους συμμετρικούς κυματοδηγούς πλακών ταινιών μετάλλων), τις απώλειες και τη σταθερά φάσης του που τείνουν ασυμπτωτικά προς εκείνους του κύματος TEM. Οι τιμές μείωσης μπορούν να είναι αρκετά κάτω από εκείνους του τρόπου s.sub.b που υποστηρίζεται από τον αντίστοιχο κυματοδηγό πλακών ταινιών μετάλλων. Η χαμηλή μείωση δύναμης τρόπου στη γειτονιά 10 έως 0,1 DB/ekat. είναι επιτεύξιμη στα οπτικά μήκη κύματος επικοινωνιών, με ακόμα τις χαμηλότερες τιμές που είναι δυνατές. Προσεκτικά να επιλέξει το πάχος και το πλάτος της ταινίας μπορεί να κάνει αυτόν τον τρόπο μόνο μακρύς-κυμαινόμενο που υποστηρίζεται. Επιπλέον, ο τρόπος μπορεί να έχει μια διανομή τομέων που τον καθιστά ευερέθιστο χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση τέλος-πυρκαγιάς. Η ύπαρξη αυτού του τρόπου καθιστά τον κυματοδηγό ταινιών μετάλλων πεπερασμένος-πλάτους ελκυστικό για τις εφαρμογές που απαιτούν τις σύντομες αποστάσεις διάδοσης και το 2$ο περιορισμό τομέων στο εγκάρσιο επίπεδο, επιτρέποντας στις διάφορες συσκευές για να κατασκευαστεί, όπως οι συζευκτήρες, οι θραύστες, οι διαμορφωτές, τα παρεμβαλλόμετρα, οι διακόπτες και οι περιοδικές δομές. Υπό ορισμένους όρους, μια ασυμμετρική δομή μπορεί να υποστηρίξει έναν μακρύς-κυμαινόμενο τρόπο που έχει μια διανομή τομέων που είναι κατάλληλη στη διέγερση που χρησιμοποιεί μια τεχνική τέλος-πυρκαγιάς. Όπως τους ασυμμετρικούς κυματοδηγούς πλακών. Η μείωση του μακρύς-κυμαινόμενου τρόπου κοντά στη διακοπή μειώνεται πολύ γρήγορα, πιό έτσι από τη μείωση σχετική με το μακρύς-κυμαινόμενο τρόπο σε παρόμοια συμμετρική δομή. Το πάχος διακοπών ενός μακρύς-κυμαινόμενου τρόπου σε μια ασυμμετρική δομή πεπερασμένος-πλάτους είναι μεγαλύτερο από το πάχος διακοπών του τρόπου s.sub.b σε παρόμοιο ασυμμετρικό κυματοδηγό πλακών. Αυτό υπονοεί ότι ο μακρύς-κυμαινόμενος τρόπος που υποστηρίζεται από μια ασυμμετρική δομή πεπερασμένος-πλάτους είναι πιό ευαίσθητος στην ασυμμετρία στη δομή έναντι στον τρόπο s.sub.b που υποστηρίζεται από έναν παρόμοιο κυματοδηγό πλακών. Αυτό το αποτέλεσμα είναι ενδιαφέρον και ενδεχομένως χρήσιμο δεδομένου ότι η διάδοση ενός τέτοιου τρόπου μπορεί να επηρεαστεί από μια μικρότερη αλλαγή στη διηλεκτρική σταθερά του υποστρώματος ή superstrate να συγκριθεί με τις παρόμοιες δομές πλακών.
