研究目的
量化高折射率阶跃折射率平行波导系统中，引导层与宿主介质之间随机扰动界面散射效应的影响。
研究成果
研究表明，波导界面处的随机涨落会产生两个显著效应：一是引导模式向辐射模式的功率泄漏，二是波导间周期性功率传递的模糊化，最终导致功率均分。这些效应随波导间距及随机涨落幅度的量化关系是本研究的主要实践成果。
研究不足
该分析假设随机波动具有平滑的协方差函数，适用于具有可穿透边界的波导。研究重点关注确定性耦合较弱的分离良好的波导情况。
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随机微扰弱耦合波导中的波传播
DOI：10.1137/18M1230591
期刊：Multiscale Modeling & Simulation
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
我们分析了两阶梯度折射率平行波导系统中的波传播现象。研究目标是量化高折射率引导层与宿主介质之间随机扰动界面的散射效应。该分析基于波动方程解的展开——将其表示为包含引导模、辐射模和倏逝模的完备模态集，由于散射作用，这些模态的振幅均为随机场。我们获得了这些振幅的详细特征描述，从而根据两波导间距量化了其间功率传输情况。结果表明：无论界面波动多么微小，在足够长的传播距离上都会产生显著影响，这种影响表现为两种形式：第一种是众所周知的引导模向辐射模的功率泄漏；第二种则是波导间周期性功率传输的模糊化及最终的功率均分现象。对该现象的量化是本文的主要实践成果。
作者：
Liliana Borcea，Josselin Garnier
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