有効屈折率計算機

履歴背景

有効屈折率（ERI）の概念は、研究者たちが光ファイバー、導波路、フォトニック結晶を通る波の伝播を調査した際に生まれました。これはこれらの構造における光の位相速度を記述し、光がさまざまな媒体とどのように相互作用するかを実用的な尺度で提供します。ERIを理解することは、光通信システムと集積フォトニックデバイスの設計において重要です。

式

有効屈折率を計算する式は次のとおりです。

\[ ERI = \frac{B \cdot w}{2\pi} \]

ここで:

• \(ERI\) は有効屈折率、
• \(B\) は位相定数、
• \(w\) は波数、
• \(\pi\) は数学定数です。

例計算

位相定数が15、波数が25の場合を考えてみましょう。式を使用すると:

\[ ERI = \frac{15 \cdot 25}{2 \pi} \approx \frac{375}{6.2831853} \approx 59.7235761 \]

したがって、有効屈折率は約59.7235761です。

重要性と使用シナリオ

有効屈折率は、導波路、光ファイバー、フォトニック結晶の設計と解析において重要な役割を果たします。これは、光の伝播の仕方、導波路における光の閉じ込め、分散特性を予測するのに役立ちます。エンジニアはERIを使用して、光通信システムとさまざまなフォトニックデバイスのパフォーマンスを最適化します。

よくある質問

1. 波数とは何ですか？

   • 波数は、単位距離あたりの波長の数を表し、電磁波を含む波の研究によく用いられます。

2. 有効屈折率が導波路で重要なのはなぜですか？

   • これは、導波路内での波の位相速度と伝播特性を決定し、光がどのように伝播し、相互作用するかを理解するために不可欠です。

3. ERIは単純な屈折率とどう違うのですか？

   • ERIは、特に導波路などの構造における光の位相速度を考慮し、閉じ込めや分散などの効果を考慮しています。単純な屈折率は、均質な媒質を通る光の速度を測定します。