Структура нормальных мод в параллельных идеальных оптических волокнах с сильной связью

Abstract

В данной работе исследовано влияние сильной эванесцентной связи на структуру нормальных мод системы параллельных идеальных многомодовых оптических волокон. С использованием формализма теории возмущений с вырождением на основе скалярного волноводного уравнения для этой системы получены аналитические выражения супермод высших порядков и определены их постоянные распространения. Показано, что структура мод в случае сильной эванесцентной связи совпадает с аналогичной структурой нормальных мод для слабо связанных параллельных волокон. Продемонстрировано, что наличие сильной связи приводит к модификации выражений для поляризационных поправок к скалярной постоянной распространения, для которых получены соответствующие аналитические выражения.

In this paper, we studied an effect of strong evanescent coupling on the structure of normal modes in a system of parallel ideal multimode optical fibers. Using the formalism of the degenerate perturbation theory and a scalar waveguide equation for this system, analytical expressions of higher-order supermodes and their propagation constants have been determined. We have shown that the structure of modes in the case of strong evanescent coupling coincides with the structure of normal modes for weakly coupled parallel fibers. We have demonstrated that in the presence of strong coupling, expressions for corrections to the scalar propagation constant are modified, deducing them analytically.