随机微扰弱耦合波导中的波传播

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。