АннотацияМетодом, основанным на теореме Грина и теореме сложения цилиндрических функций Графа, получено решение двумерной задачи о поперечной дифракции светового пучка на микрострук-турном волокне, образованном системой конечного числа параллельных цилиндров, заключённых в ограниченную оболочку. Показано, что данное решение может быть использовано для построе-ния углового распределения интенсивности дальнего поля при дифракции на микроструктурном волокне трёхмерного пучка. Рассчитаны дифракционные поля, имеющие место при поперечном освещении микроструктурных волокон Гауссовыми пучками ТЕ-и ТМ-поляризации.Ключевые слова: дифракция света на микроструктурном волокне, цилиндрические функции, Гауссов пучок, дальнее поле.
ВведениеИз экспериментов известно, что интенсивность рассеянного света при поперечном освещении микро-структурного волокна (МВ) чувствительна к его внутренней структуре [1][2][3][4]. Это открывает возмож-ность неразрушающего контроля параметров МВ пу-тём измерения углового распределения названной ин-тенсивности S(γ). Такой контроль актуален при изго-товлении микроструктурных тейперов, предназна-ченных для частотных фильтров и оптических сенсо-ров [2-6]. Исследование поперечной дифракции света на МВ представляет интерес также в связи с разра-боткой чувствительных элементов оптических сенсо-ров деформации объектов [7, 8] и перестраиваемых за счёт модификации заполняющих внутренние микро-поры МВ сред дифракционных элементов [1]. Подоб-ные расчёты могут быть использованы и для оценок границ применимости моделей диэлектрической про-ницаемости композитных сред [9].Нахождение количественного соответствия между параметрами МВ и распределением S(γ) предполагает решение соответствующей дифракционной задачи. В ней естественно использовать модель, в которой МВ представляется набором конечного числа параллель-ных цилиндров, заключённых в оболочку с ограни-ченным поперечным сечением [1][2][3][4][5][6][7].К настоящему времени предложены различные методы расчёта оптических полей, рассеянных сис-темами параллельных диэлектрических цилиндров, обладающих [10, 12-14, 16, 17] либо, в более общем случае, не обладающих [11, 15, 18] круговой симмет-рией. Эти методы применимы в ситуациях, когда ци-линдры окружены неограниченной однородной сре-дой [10, 11, 14, 15, 18], внедрены в полуограничен-ную подложку [17] либо находятся внутри плоскопа-раллельного слоя конечной толщины [13, 16]. Однако для решения дифракционной задачи по отысканию ( ) S γ они неприменимы, так как не позволяют учесть отражение света от замкнутой внешней границы МВ.В настоящей статье сформулирован метод расчёта дифракционных полей, свободный от указанного огра-ничения. Он позволяет рассчитать функцию S(γ), реа-лизующуюся в представляющей интерес для измере-ний дальней зоне наблюдения при поперечном осве-щении МВ ограниченным световым пучком. Метод представляет собой обобщение подхода, разработан-ного в [18] при исследовании собственных мод микро-структурных волокон. Обоснование метода дано в первом параграфе статьи. Во втором параграфе проил-люстрирован...