Затухающая волновая связь

В моем курсе оптики мы наблюдали, что в некоторых приложениях, таких как призменная связь мод в оптическом волноводе, связь между двумя волноводами, нарушенное полное внутреннее отражение (или нарушенное внутреннее отражение) в спектроскопии, часть интенсивности падающей волны уходит из одной среды в другую через поверхность, имеющую полное внутреннее отражение. Это потому, что вне этой поверхности у нас есть затухающая волна, электрическое поле которой стремится к нулю как экспоненциальная функция. Несмотря на это, в другой части курса мы показали (как это было сделано, например, в Педротти и др., «Введение в оптику»), что это экспоненциальное электрическое поле перпендикулярно границе раздела, поэтому вектор Пойнтинга параллелен на поверхность. Это означает, что передача энергии из первой среды во вторую невозможна, так как в этом направлении нет потока вектора Пойнтинга. Следовательно, как мы можем получить эффекты связи, описанные ранее? Я думаю, что есть что-то неправильное (или, по крайней мере, не всегда правильное) в выводе о мимолетном поле, но я не могу придумать, что это может быть.


РЕДАКТИРОВАТЬ (23 декабря 2016 г.):

Поискав в сети, я нашел эту страницу: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Surface_plasmon , в которой у нас есть это приложение: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Surface_plasmon_resonance . Я не думаю, что это именно мой случай, но поскольку я еще не изучал их в своем курсе, я не могу их полностью понять. Может ли это быть возможным объяснением моей проблемы? Почему?


РЕДАКТИРОВАТЬ (26 декабря 2016 г.):

Пытаясь решить свой вопрос, я нашел страницу Википедии о ближнем поле и дальнем поле в электромагнитных волнах , и в разделе «Характеристики ближнего поля» есть описание некоторых эффектов в области ближнего поля. Эти эффекты такие же, как у меня? Есть ли способ исследовать их более математически, чем это делается там? Может ли кто-нибудь предложить какую-то ссылку? Есть ли способ объяснить их в классической физике или единственный способ сделать это (как кажется на этой странице, если это мой случай) — это использовать виртуальные фотоны в квантовой теории поля?

Часть «связь» в вашем вопросе не совсем ясна, не могли бы вы привести точный пример? Вектор Пойнтинга затухающей волны может не располагаться идеально вдоль поверхности, если среда не является полубесконечной. Если это просто тонкая плита, она может иметь перпендикулярную составляющую и передавать энергию на другую сторону.
Основное применение, о котором я думаю, — это связь между двумя планарными диэлектрическими волноводами. Как представлено в классе, мы использовали аппроксимацию бесконечной плиты в двух направлениях.

Ответы (1)

Согласно книге «Принципы оптики» Борна и Вольфа, электрическое поле не перпендикулярно границе раздела при полном внутреннем отражении, и нормальная к границе компонента вектора Пойнтинга не обращается в нуль. Исчезает усредненная (за период) нормальная составляющая вектора Пойнтинга. В случае нарушенного полного внутреннего отражения (то есть, если толщина слоя с более низким коэффициентом преломления конечна), усредненная нормальная составляющая вектора Пойнтинга не обращается в нуль, согласно комментарию @fffred.

Спасибо! Я возьму эту книгу в какой-нибудь библиотеке и попытаюсь получить полное и математическое представление о ней! Не могли бы вы также дать мне номер страницы или главы в качестве лучшей ссылки?
@JackI: У меня есть русский перевод четвертого издания (Pergamon Press, 1968), поэтому номер страницы (64), возможно, вам не поможет, но это раздел 1.5.4 (Полное внутреннее отражение)
Еще раз спасибо, через 10 дней возьму копию из местной библиотеки и прочитаю!