Собственные волны плоского симметричного анизотропного волновода

Precise dispersion equations for a plane symmetric dielectric anisotropic waveguide are obtained, in which the waveguide layer is isotropic, and the framing media are assumed to be anisotropic uniaxial media. The tensors of the dielectric permittivity of the framing media are not assumed to be diagonal, namely, in one of them this tensor is formed by rotating the diagonal tensor by some angle between the optical axis of the anisotropic medium and the direction of propagation of the electromagnetic wave. The tensor of dielectric permittivity of another anisotropic medium is rotated by the same angle, but in the opposite direction, with the optical axes of both framing media lying in a plane parallel to the boundaries of the waveguiding structure. Thus, in framing media, the existence of six-component electromagnetic waves is maintained. In the dispersion properties of such a waveguide, certain features are observed in comparison with the case when the framing media are assumed to be isotropic. It is found that the first symmetric mode of such a waveguide has a finite deceleration with zero thickness of the isotropic layer, which indicates the possibility of the appearance of surface electromagnetic waves (the so-called Dyakonov waves) at the boundaries of this isotropic layer. It is noted that the transition of the antisymmetric mode to the Dyakonov wave occurs with a finite thickness of the waveguiding layer. Dependencies of the deceleration of the elementary (symmetric) mode on the angle of rotation of the optical axis of anisotropic media relative to the direction of propagation of the guided wave of the waveguide structure are given.Получены точные дисперсионные уравнения для плоского симметричного диэлектрического анизотропного волновода, в котором изотропным является волноведущий слой, а обрамляющие среды предполагаются анизотропными одноосными средами. Тензоры диэлектрической проницаемости обрамляющих сред при этом не предполагаются диагональными, а именно - у одной из них этот тензор образован путём поворота диагонального тензора на некоторый угол между оптической осью анизотропной среды и направлением распространения электромагнитной волны. Тензор диэлектрической проницаемости другой анизотропной среды повёрнут на такой же угол, но в противоположном направлении, при этом оптические оси обеих обрамляющих сред лежат в плоскости, параллельной границам волноведущей структуры. Таким образом, в обрамляющих средах поддерживается существование шестикомпонентных электромагнитных волн. В дисперсионных свойствах такого волновода наблюдаются некоторые особенности, по сравнению со случаем, когда обрамляющие среды предполагаются изотропными. Обнаружено, что первая симметричная мода такого волновода имеет конечное замедление при нулевой толщине изотропного слоя, что говорит о возможности возникновения поверхностных электромагнитных волн (так называемых волн Дьяконова) на границах этого изотропного слоя. Отмечено, что переход антисимметричной моды в Дьяконовскую волну происходит при конечной толщине волноведущего слоя. Приведены зависимости величины замедления элементарной (симметричной) моды от угла поворота оптической оси анизотропных сред относительно направления распространения направляемой волны волноводной структуры. Кроме дисперсионных свойств такого волновода исследованы поперечные распределения полей направляемой электромагнитной волны, приведены точные аналитические выражения для амплитуд полей этой волны

Собственные волны плоского симметричного анизотропного волновода

Precise dispersion equations for a plane symmetric dielectric anisotropic waveguide are obtained, in which the waveguide layer is isotropic, and the framing media are assumed to be anisotropic uniaxial media. The tensors of the dielectric permittivity of the framing media are not assumed to be diagonal, namely, in one of them this tensor is formed by rotating the diagonal tensor by some angle between the optical axis of the anisotropic medium and the direction of propagation of the electromagnetic wave. The tensor of dielectric permittivity of another anisotropic medium is rotated by the same angle, but in the opposite direction, with the optical axes of both framing media lying in a plane parallel to the boundaries of the waveguiding structure. Thus, in framing media, the existence of six-component electromagnetic waves is maintained. In the dispersion properties of such a waveguide, certain features are observed in comparison with the case when the framing media are assumed to be isotropic. It is found that the first symmetric mode of such a waveguide has a finite deceleration with zero thickness of the isotropic layer, which indicates the possibility of the appearance of surface electromagnetic waves (the so-called Dyakonov waves) at the boundaries of this isotropic layer. It is noted that the transition of the antisymmetric mode to the Dyakonov wave occurs with a finite thickness of the waveguiding layer. Dependencies of the deceleration of the elementary (symmetric) mode on the angle of rotation of the optical axis of anisotropic media relative to the direction of propagation of the guided wave of the waveguide structure are given.Получены точные дисперсионные уравнения для плоского симметричного диэлектрического анизотропного волновода, в котором изотропным является волноведущий слой, а обрамляющие среды предполагаются анизотропными одноосными средами. Тензоры диэлектрической проницаемости обрамляющих сред при этом не предполагаются диагональными, а именно - у одной из них этот тензор образован путём поворота диагонального тензора на некоторый угол между оптической осью анизотропной среды и направлением распространения электромагнитной волны. Тензор диэлектрической проницаемости другой анизотропной среды повёрнут на такой же угол, но в противоположном направлении, при этом оптические оси обеих обрамляющих сред лежат в плоскости, параллельной границам волноведущей структуры. Таким образом, в обрамляющих средах поддерживается существование шестикомпонентных электромагнитных волн. В дисперсионных свойствах такого волновода наблюдаются некоторые особенности, по сравнению со случаем, когда обрамляющие среды предполагаются изотропными. Обнаружено, что первая симметричная мода такого волновода имеет конечное замедление при нулевой толщине изотропного слоя, что говорит о возможности возникновения поверхностных электромагнитных волн (так называемых волн Дьяконова) на границах этого изотропного слоя. Отмечено, что переход антисимметричной моды в Дьяконовскую волну происходит при конечной толщине волноведущего слоя. Приведены зависимости величины замедления элементарной (симметричной) моды от угла поворота оптической оси анизотропных сред относительно направления распространения направляемой волны волноводной структуры. Кроме дисперсионных свойств такого волновода исследованы поперечные распределения полей направляемой электромагнитной волны, приведены точные аналитические выражения для амплитуд полей этой волны

Electromagnetic surface waves guided by a twist discontinuity in a uniaxial dielectric with optic axis lying in the discontinuity plane

A method for calculating the eigenwaves in a “semi-infinite” uniaxial dielectric medium (UDM) is proposed. The term “semi-infinite” medium implies the presence of at least one flat boundary of such medium. This method allowed writing out all the components of the total fields in UDM. With the help of that analytical representation of the fields, the problem of the propagation of Dyakonov surface waves guided by the planar interface of two identical UDM with their optic axes lying in the interface plane was investigated to derive an exact analytical expression for the phase speed, when the direction of propagation bisects the angle formed by the two optic axes. On the basis of the solutions found, the energy characteristics were studied, which demonstrated the presence of the flux of average over a period power of the Dyakonov wave along the coordinate axes lying in the plane of UDM boundary. © 2019, © 2019 Informa UK Limited, trading as Taylor & Francis Group

Photo- and thermoinduced changes of the optical absorption in Bi 12SiO20 crystals

Results of experiments on changes of optical absorption in Bi 12SiO20 crystals at fixed wavelengths A = 1064 and 633 nm and in wavelength ranges 450-900 and 900-2500 nm at room temperature upon exposure to laser radiation in visible and near-IR ranges and after annealing at temperatures 230-375°C are presented. Enhanced crystal transmittance is observed in the spectral range 490-900 nm after irradiation and thermal annealing. In the spectral range 900-2500 nm, the optical absorption in the crystal increases insignificantly (less than 0.015 cm-1) after thermal annealing. The photo- and thermo-induced changes are retained in the dark for more than 150 h, while crystal irradiation by visible light causes fast absorption relaxation to the initial state. The resonant character of the experimentally observed impurity absorption in the initial Bi 12SiO20 crystals testifies to the presence of defects for which intracenter transitions are possible. The nature of such defects that can present, for example, the donor-acceptor pairs, and their possible contribution to the formation of dynamic photorefractive holograms in Bi12SiO 20 crystals call for further investigations. Copyright © 2009 American Scientific Publishers All rights reserved

Photo- and thermoinduced changes of the optical absorption in Bi 12SiO20 crystals

Results of experiments on changes of optical absorption in Bi 12SiO20 crystals at fixed wavelengths A = 1064 and 633 nm and in wavelength ranges 450-900 and 900-2500 nm at room temperature upon exposure to laser radiation in visible and near-IR ranges and after annealing at temperatures 230-375°C are presented. Enhanced crystal transmittance is observed in the spectral range 490-900 nm after irradiation and thermal annealing. In the spectral range 900-2500 nm, the optical absorption in the crystal increases insignificantly (less than 0.015 cm-1) after thermal annealing. The photo- and thermo-induced changes are retained in the dark for more than 150 h, while crystal irradiation by visible light causes fast absorption relaxation to the initial state. The resonant character of the experimentally observed impurity absorption in the initial Bi 12SiO20 crystals testifies to the presence of defects for which intracenter transitions are possible. The nature of such defects that can present, for example, the donor-acceptor pairs, and their possible contribution to the formation of dynamic photorefractive holograms in Bi12SiO 20 crystals call for further investigations. Copyright © 2009 American Scientific Publishers All rights reserved