橫磁模

橫磁模是磁場完全分布在與電磁波傳播方向垂直的橫截面內，電場具有傳播方向分量的波型，記作TM模或E模。

基本介紹

• 中文名：橫磁模
• 外文名：transverse magnetic mode

特點

①磁場只有橫向分量，縱向磁場分量等於零，但縱向電場分量不等於零，即Hz=0,Ez≠0

②截止波數kc≠0，存在截止波長λc=2π/kc，只有截止波長大於工作波長λc>λ的橫磁模才能在波導中傳播。

③具有離散譜。

④是色散型橫，其相速度隨頻率而變。

橫磁模舉例

1.矩形金屬波導中可以存在無窮多個TMmn模，波型指數m、n分別是場沿波導寬邊a和窄邊b的駐波最大值個數，m、n=1，2，……，最簡單的是TM11模。

2.圓形金屬波導中也存在無窮多個TMmn模，m、n分別表示場沿圓周和徑向的變化次數。最簡單的是TM01模，它只有縱向管壁電流，常用作旋轉鉸鏈的工作模式。

3.光纖中的TM模是對稱的TEom模，場沿圓周不發生變化，場分量只有Ex、Er和Hφ，其特徵方程為

式中J0(u)是零階貝塞爾函式，K0(ω)是第二類零階變態貝塞爾函式,

是纖芯半徑，n1、n2分別是纖芯和包層的折射率，k₀²=ω²μ₀ε_0，β為傳播係數。

光纖中TMon模的截止條件是J0（u）=0，與TEon模的截止條件相同，截止時TMon模與TEon模是簡併的，故光纖中的TMon不能單獨存在。

TEMTETM模的區別

在自由空間傳播的均勻平面電磁波（空間中沒有自由電荷，沒有傳導電流），電場和磁場都沒有和波傳播方向平行的分量，都和傳播方向垂直。此時，電矢量E，磁矢量H和傳播方向k兩兩垂直。只是在這種情況下，才可以說電磁波是橫波。沿一定途徑（比如說波導）傳播的電磁波為導行電磁波。根據麥克斯韋方程，導行電磁波在傳播方向上一般是有E和H分量的。光的傳播形態分類：根據傳播方向上有無電場分量或磁場分量，可分為如下三類，任何光都可以這三種波的合成形式表示出來。

相關波的區別

TEM波：在傳播方向上沒有電場和磁場分量，稱為橫電磁波。若雷射在諧振腔中的傳播方向為z方向，那么雷射的電場和磁場將沒有z方向的分量！實際的雷射模式是準TEM模，即允許Ez、Hz分量的存在，但它們必須<<橫向分量，因為較大的Ez意味著波矢方向偏離光軸較大，容易溢出腔外，所以損耗大，難於形成振盪。

TE波(即是物光里的s波)：在傳播方向上有磁場分量但無電場分量，稱為橫電波。在平面光波導(封閉腔結構)中，電磁場分量有Ey,Hx,Hz，傳播方向為z方向。

TM波(即是物光里的p波)：在傳播方向上有電場分量而無磁場分量，稱為橫磁波。在平面光波導(封閉腔結構)中，電磁場分量有Hy,Ex,Ez，傳播方向為z方向。