Método modal vectorial para guías de ondasteoría y aplicaciones

Abstract

En esta tesis se desarrolla un método modal vectorial para la obtención del espectro de modos de guías de ondas electromagnéticas, extendiendo las técnicas de representación modal utilizadas en teoría escalar al marco de la teoría vectorial. El método está basado en la propiedad de biortogonalidad asociada a los vectores propios de cualquier operador no autoadjunto y de su operador adjunto. El método propuesto permite calcular los modos de guías de ondas con cualquier perfil, sean abiertas o cerradas, incluso de aquéllas con un índice de refracción complejo, incluyendo, de forma natural, el carácter vectorial de las ondas electromagnéticas en la descripción de los modos. Para evidenciar la generalidad de la técnica propuesta, ésta se aplica a diferentes problemas, como son el de una fibra multicapa de perfil en W, o diversas guías de microondas inhomogéneas. En una segunda etapa, se han obtenido, por primera vez y en el marco de una teoría vectorial, los modos de estructuras guiadoras tan complejas como son las fibras con envoltura de cristal fotónico. Además, se han identificado diferentes diseños para los que la dispersión de la velocidad de grupo de estas fibras es prácticamente nulo.