Расстройка ТЕ- и ТМ-мод многослойных диэлектрических и металло-диэлектрических гетероструктур

Теоретически исследована расстройка ортогональных мод (ОМ) (относительная разность показателей преломления направляемых ТЕ- и ТМ-мод с одинаковыми частотой и поперечным индексом) четырех- и пятислойного плоских волноводов (ПВ). Получено приближенное выражение величины расстройки ОМ для пятислойного ПВ с малыми относительными скачками диэлектрических постоянных на внутренних границах разделов сред и с толстыми промежуточными слоями. Показано, что при нанесении металлического внешнего слоя на трехслойный диэлектрический ПВ направление изменения расстройки ОМ зависит от знака разности показателей преломления направляемой ТМ-моды трехслойного ПВ и поверхностного плазмона, распространяющегося вдоль границы металла и вещества промежуточного слоя. Если эта разность положительна, то возможно согласование ОМ. Наличие диэлектрического внешнего слоя, оптически менее плотного, чем промежуточный, приводит к увеличению расстройки ОМ. В рамках сделанных приближений выводы работы справедливы для гетеролазеров с эмиттерами ограниченной толщины.