Структура мод плавно-нерегулярного интегрально-оптического четырехслойного трехмерного волновода

Рассмотрены асимптотический метод и метод связанных волн, используемые в качестве методов исследования интегрально-оптического многослойного трехмерного волновода, удовлетворяющего условию плавного изменения эффективного показателя преломления. Аналитически описаны трехмерные поля плавно деформирующихся мод четырехслойного интегрально-оптического волновода. Получены явные зависимости вкладов первого порядка малости в амплитуды электрического и магнитного полей квазиволноводных мод. Представлен канонический для асимптотического метода вид квазиволновых уравнений, описывающих структуру квази-ТЕ- и квази-ТМ-мод в плавно-нерегулярном четырехслойном интегрально-оптическом трехмерном волноводе. С помощью теории возмущений в явном виде получены сдвиги комплексных постоянных распространения для этих мод. Разработанная теория применима для анализа аналогичных структур из диэлектрических, магнитных и метаматериалов в достаточно широком диапазоне длин электромагнитных волн.