横电模相关波的区别

TEM波：在传播方向上没有电场和磁场分量，称为横电磁波。若激光在谐振腔中的传播方向为z方向，那么激光的电场和磁场将没有z方向的分量！实际的激光模式是准TEM模，即允许Ez、Hz分量的存在，但它们必须<<横向分量，因为较大的Ez意味着波矢方向偏离光轴较大，容易溢出腔外，所以损耗大，难于形成振荡。

TE波(即是物光里的s波)：在传播方向上有磁场分量但无电场分量，称为横电波。在平面光波导(封闭腔结构)中，电磁场分量有Ey,Hx,Hz，传播方向为z方向。

TM波(即是物光里的p波)：在传播方向上有电场分量而无磁场分量，称为横磁波。在平面光波导(封闭腔结构)中，电磁场分量有Hy,Ex,Ez，传播方向为z方向。

在自由空间传播的均匀平面电磁波（空间中没有自由电荷，没有传导电流），电场和磁场都没有和波传播方向平行的分量，都和传播方向垂直。此时，电矢量E，磁矢量H和传播方向k两两垂直。只是在这种情况下，才可以说电磁波是横波。沿一定途径（比如说波导）传播的电磁波为导行电磁波。根据麦克斯韦方程，导行电磁波在传播方向上一般是有E和H分量的。光的传播形态分类：根据传播方向上有无电场分量或磁场分量，可分为如下三类，任何光都可以这三种波的合成形式表示出来。

1.矩形金属波导中可以存在无穷多个TEmn模，波型指数m、n分别是场沿波导宽边a和窄边b的驻波最大值个数，m,n=0,1,2……，但不能同时为零。TE10模是矩形波导的主模，主要优点是电磁场极化稳定，波导损耗小，截止波长只与宽边尺寸a有关，λc=2a。矩形波导几乎都是以TE10模工作，见图。

2.圆形金属波导中也可以存在无穷多个TEmn模，m、n分别表示场沿圆周和径向的变化次数。TE11模是圆形波导的主模，是圆形波导常用的工作模式。TE01模无纵向管壁电流，其衰减系数随频率增高而减小，常用于高Q谐振腔、远距离波导传输。

3.光纤中的TE模是只有对称的TEom模，场沿圆周不发生变化，场分量只有H_z,E_φ,H_r。其特征方程为

式中J₀(u)是零阶贝寒尔函数，k₀(ω)是第二类零阶变态贝塞尔函数

是纤芯半径，n1和n2分别是纤芯和包层的折射率，为传播系数。

光纤中TEon模的截止条件是J0（u）=0。截止时TE01模的u01=2．40483，截止频率

由于简并原因（TEon模与TMon模的截止条件相同），光纤中的TEon模不能单独存在。

①电场只有横向分量，纵向电场分量等于零，但纵向磁场分量不等于零，即

②截止波数kc≠0，存在截止波长λc=2π/kc，只有波长小于截止波长（λc>λ）的横电模才能在波导中传播。

③具有离散谱。

④是色散型模，其相速度随频率而变。