【導讀】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TE\TM\TEM三類，任何光都可以這三種波的合成形式表示出來。三者可以這樣記憶：橫電磁波就是電和磁都是橫著的
，橫電波隻有電場是橫的，橫磁波就隻有磁場是橫的。

首先什麼是模式，模式就是沒有激勵源條件下的Maxwell方程的解。

T是transverse 的縮寫，本意為“橫向”。在模式中特指“與傳輸方向垂直的方向”。舉例，若波導中電磁波傳輸方向為z方向，則橫向為直角坐標係中的x，y方向

；或柱坐標係的\rho，\phi方向。

TE模式表示“所有電場分量均與傳輸方向垂直”
，即“傳輸方向上沒有電場分量”；TM模式同理。TEM模式意義為“電場、磁場分量均與傳輸方向垂直”。

TEM波就是橫波,HxE與k三者相互垂直,其他方向都沒有分量
，但有的在波傳播方向k上有H波或E波,這就產生了所謂的TE波或TM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。 

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、TEM波:在傳播方向上沒有電場和磁場分量,稱為橫電磁波。若激光在諧振腔中的傳播方向為z方向,那麼激光的電場和磁場將沒有z方向的分量!實際的激光模式是準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,難於形成振蕩。

2、TE波(即s波):在傳播方向上有磁場分量但無電場分量,稱為橫電波。在平麵光波導(封閉腔結構)中,電磁場分量有Ey, Hx, Hz,傳播方向為z方向。 

3、TM波(即p波):在傳播方向上有電場分量而無磁場分量,稱為橫磁波。在平麵光波導(封閉腔結構)中,電磁場分量有Hy, Ex, Ez,傳播方向為z方向。

三者可以這樣記憶:橫電磁波就是電和磁都是橫著的,橫電波隻有電場是橫的,橫磁波就隻有磁場是橫的

而所謂橫,就是與電磁波傳播方向向量k是垂直的,可以想象一個單簇的光線就是一根直線的水管,在水管橫截麵上的就是與水流方向垂直的,所謂橫,就是這個意思了。

微波工程、電磁場理論等課程中有關於TEM、TE、TM模的更為詳細的描述。這裏會存在一個疑問:不是說電場和磁場以及傳播方向都正交相互垂直嗎?那為啥會出現不相互垂直的TE/TM波


，原因就在於,在介質中傳播特別是折射後,產生了折射,原因在於介質,由於存在非正交分量,其實可能是導致介質損耗的原因所在!  

波的振動方向最基本的情況可分兩種: 

圖:振動方向與波的傳播方向平行,這種波稱為縱波 

圖:振動方向與波的傳播方向垂直,這種波稱為橫波

振動具有線性疊加性,故波動也同樣滿足線性疊加性,因yin此ci任ren何he其qi他ta的de方fang向xiang關guan係xi的de波bo動dong都dou可ke以yi由you這zhe兩liang種zhong波bo通tong過guo線xian性xing疊die加jia而er得de到dao。動dong傳chuan播bo的de複fu雜za程cheng度du首shou先xian取qu決jue於yu傳chuan播bo介jie質zhi的de分fen布bu情qing況kuang。如ru果guo傳chuan播bo介jie質zhi是shi一yi維wei的de,那麼波的傳播方向就隻能在一條線上。如果傳播介質是多維的,那麼波將從波源出發,向任意方向傳播。而波動傳播的方向稱為波射線(簡稱波線)。由於波在介質中的傳播是一個時間過程,所以必須考慮波在空間中分布的一些時間性的特性。首先是相位的概念。由於波動是一種周期現象,因此在某一個時刻振子處於一個周期的什麼位置是非常重要的物理特征,這種位置就叫做相位。其次在波的空間分布中由相位相同的各點組成的一個幾何麵,稱為波陣麵(簡稱波麵)。波陣麵的概念在應用波動圖象來分析波動現象時是非常關鍵的。波麵的形狀和波源與介質的分布性質密切相關。最簡單的兩種情形是:在各向同性的介質中,從點波源發出的波的波陣麵是一簇同心球麵,稱為球麵波;從平麵狀波源發出的波的波陣麵是一簇平行平麵,稱為平麵波。

在波導理論中
，能夠傳輸TEM模式的波導，其橫截麵結構需能支持穩定靜電場存在。故，單導體空心金屬波導無法傳輸TEM模式。

波導分類：通常，波導專指各種形狀的空心金屬波導管和表麵波波導，前者將被傳輸的電磁波完全限製在金屬管內
，又稱封閉波導；後者將引導的電磁波約束在波導結構的周圍，又稱開波導。

表biao麵mian波bo波bo導dao的de特te征zheng是shi在zai邊bian界jie外wai有you電dian磁ci場chang的de存cun在zai。其qi傳chuan播bo模mo式shi為wei表biao麵mian波bo。在zai毫hao米mi波bo與yu亞ya毫hao米mi波bo波bo段duan，因yin金jin屬shu波bo導dao管guan的de尺chi寸cun太tai小xiao而er使shi損sun耗hao加jia大da和he製zhi造zao困kun難nan。這zhe時shi使shi用yong表biao麵mian波bo波bo導dao，除chu具ju有you良liang好hao的de傳chuan輸shu性xing外wai，主zhu要yao優you點dian是shi結jie構gou簡jian單dan，製zhi作zuo容rong易yi，可ke具ju有you集ji成cheng電dian路lu需xu要yao的de平ping麵mian結jie構gou。表biao麵mian波bo波bo導dao的de主zhu要yao形xing式shi有you：介質線、介質鏡像線、H-波導和鏡像凹波導。

不同模式的場結構：波導中可能存在無限多種電磁場的結構或分布，每一種電磁場的分布稱為一種波型（模式）
，每一種波型都有對應的截止波長和不同的相速。橫截麵均勻的空心波導稱為均勻波導
，均勻波導中的電磁波的波型可分為電波（TM模）和磁波（TE模）兩大類。

矩形波導：矩形波導是橫截麵為矩形的填充空氣的空心金屬管，是實際中應用最廣泛的一種微波傳輸線。標準矩形波導管數據

標準矩形波導管規格標準對照表

來源：天線射頻加油站 
，作者：一顆躁動的晶體管

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