3.20.1. Нарушенное полное отражение

Для контроля мощности, передаваемой между двумя элементами в устройствах интегральной оптики, стало привычным вводить в качестве темного барьера между элементами менее плотную среду (разд. 3.3.3). Оптическая толщина щели, разделяющей два связанных между собой элемента, представляет собой параметр, который позволяет управлять связью. Точнее говоря (рис. 3.6), волна попадает на границу раздела между первой средой и щелью под углом бблыыим критического угла Ширина щели до подложки равна

Если пренебречь наличием подложки, то поле, проникающее в щель, в ней же и затухает. На самом же деле из-за конечности толщины щели между средой, на которую падает волна, и подложкой хвост затухающей волны может достичь подложки и привести к туннелированию энергии через щель. При этом наличие второй границы раздела приводит к появлению второй затухающей волны, распространяющейся уже в обратном направлении, к первой границе раздела и т. д. Эта бесконечная последовательность отражений порождает результирующее распределение поля, состоящее из двух затухающих волн в щели, прошедшей волны в подложке и отраженной волны в первой среде. Амплитуды соответствующих полей можно найти с помощью характеристических -матриц. Нужно лишь при определении импеданса и фазовой толщины учитывать тот факт, что угол является комплексным: т.е. Применим, например, выражение (3.12.19) для

вычисления коэффициента отражения р-волны. Для простоты предположим, что показатели преломления подложки и первой среды одинаковы. Тогда из (3.12.19) имеем

где как того требует закон Снеллиуса, При коэффициент отражения становится равным коэффициенту Френеля [см. выражение (3.20.7)], а при величина обращается в нуль. В общем случае (нарушенное полное отражение). При этом следствием закона сохранения энергии для щели без потерь является равенство