Kopling antara Pandu Gelombang

Bila dua pandu gelombang terpisah oleh jarak yang cukup dekat, dimana medan-medannya overlap satu sama lain, cahaya dapat dikopel dari satu pandu gelombang ke pandu gelombang yang lain. Daya optik yang ditransfer dapat digunakan untuk membuat kopler dan saklar optik. Pandang dua buah pandu gelombang planar sejajar dengan lebar d yang terpisah oleh jarak 2a dan indeks bias n1 dan n2, seperti yang diilustrasikan dalam Gb. 4.18. Diasumsikan bahwa masing-masing pandu gelombang memiliki modus tunggal.

Perambatan cahaya dalam struktur ini dipelajari dengan persamaan-persamaan Maxwell pada daerah-daerah yang berbeda dan menggunakan syarat batas untuk menentukan modus-modus sistem secara keseluruhan. Untuk kopling yang lemah, cukup dengan menggunakan teori modus yang terkopel (coupled modus theory). Teori modus terkopel berasumsi bahwa modus masing-masing pandu gelombang, katakanlah: u (y) exp( i z) 1 − β dan u (y) exp(i z) 2 β . Kopling akan memodifikasi amplitudo modus-modus tersebut tanpa mempengaruhi distribusi transversal ruang atau konstanta perambatannya. Karenanya amplitudo-amplitudo modus pandu gelombang-1 dan -2 adalah fungsi dari z: A1(z) dan A2(z). Teori modus terkopel ini bertujuan untuk menentukan A1(z) dan A2(z) pada kondisi batas yang sesuai. Kopling dapat dianggap sebagai efek hamburan. Medan dari pandu gelombang- 1 terhambur dari pandu gelombang-2, membentuk suatu sumber cahaya yang akan merubah amplituto medan dalam pandu gelombang-2. Amplitudo-amplitudo A1(z) dan A2(z) diungkapkan oleh persamaan diferensial orde-pertama.
Dengan asumsi bahwa amplitudo cahaya yang masuk ke dalam pandu gelombang-1 adalah A1(0) dan tak ada cahaya yang masuk ke dalam pandu gelombang- 2 A2(0) = 0.
Daya ini akan saling berpindah secara periodik antara dua pandu gelombang, sebagaimana diilustrasikan dalam Gb. 4.19. Periodanya adalah 2π/γ. Kekekalan daya memerlukan ρ12 = ρ21 = ρ.