TEM模

TEM模

TEM模式電磁波的傳輸方向上沒有電場和磁場分量的一種波導模式。

定義


E和H都在橫平面內,均無縱向分量的電磁波模式。

特點


TEM波的相速、波長波阻抗和無界空間均勻媒質中的相同,而且截止波數,因此理論上任意頻率均能在此類傳輸線上傳輸,一般具有離散譜,是色散型模,其相速度隨頻率而變。

分析方法


二維靜態場分析法
傳輸線方程法

性質


這是一個理想狀態,實際上一般是准TEM模。即,電磁波的傳輸方向上的電場和磁場分量要遠遠小於與傳輸方向垂直的方向上的分量。

區別


TEM、TE、TM模
在自由空間傳播的均勻平面電磁波(空間中沒有自由電荷,沒有傳導電流),電場和磁場都沒有和波傳播方向平行的分量,都和傳播方向垂直。此時,電矢量E,磁矢量H和傳播方向k兩兩垂直。只是在這種情況下,才可以說電磁波是橫波。沿一定途徑(比如說波導)傳播的電磁波為導行電磁波。根據麥克斯韋方程,導行電磁波在傳播方向上一般是有E和H分量的。光的傳播形態分類:根據傳播方向上有無電場分量或磁場分量,可分為如下三類,任何光都可以這三種波的合成形式表示出來。
波區別
TEM波:在傳播方向上沒有電場和磁場分量,稱為橫電磁波。若激光在諧振腔中的傳播方向為z方向,那麼激光的電場和磁場將沒有z方向的分量!實際的激光模式是准TEM模,即允許分量的存在,但它們必須<<橫向分量,因為較大的意味著波矢方向偏離光軸較大,容易溢出腔外,所以損耗大,難於形成振蕩。
TE波(即是物光里的s波):在傳播方向上有磁場分量但無電場分量,稱為橫電波。在平面光波導(封閉腔結構)中,電磁場分量有,傳播方向為z方向。
TM波(即是物光里的p波):在傳播方向上有電場分量而無磁場分量,稱為橫磁波。在平面光波導(封閉腔結構)中,電磁場分量有,傳播方向為z方向。