生成减少对称保护的高阶波导模式

波导作为传输电磁波并在两个端点之间传递能量的重要传输线系列，被广泛用于实现许多微波或光学组件，包括滤波器，耦合器，隔离器，谐振器，天线和功率分配器，这显示了其在低传输损耗，宽带宽和高功率处理能力的优势。最初，单模运行对于实现高传输效率和稳定的系统性能至关重要，在这种情况下，需要付出巨大的努力来抑制高阶模并提高单模带宽。然而，随着波导技术的飞速发展，高阶模式越来越受到人们的关注，并见证了成功的应用，例如功率组合，大功率电子设备，微波加热和毫米波天线。

       矩形波导中的单模操作非常重要，因为多模的存在可能会由于模态色散而引起所载信号的失真。高阶模态是指在横截面中具有多个场周期，具有与主导模态不同的电磁特性。尽管提出了许多方法来在波导内实现模式选择，但是它们仅允许特定的高阶模式在频率范围内存在，但是单模操作自由控制带宽仍然是一个巨大的挑战。近日，来自东南大学的研究小组提出了一种用于高阶模式生成的方法，其中所需模式在其他模式的带隙中运行，并且可以通过减小波导中加载的周期性金属脊的对称性来独立设计工作带宽。研究者演示了两个示例，其中仅TE20和TE30支持模式。仿真和测量结果表明TEn0模式的唯一性和带宽的可调性，这适用于需要消除模式或生成模式的各个领域。所提出的方法还可以应用于将来生成其他高阶TE模式，相关研究发表在杂志《Physical Review Applied》上。（刘乐）

文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.024040