Campos electromagnéticos en estructuras con simetría de traslación

El tema que empezamos a ver en la clase del 27/5 se llama, por razones históricas, “guías de onda”, pero en realidad debería llamarse con el título de este post: “Campos electromagnéticos en estructuras con simetría de traslación”. Veremos un desarrollo teórico que permite reducir la solución del problema vectorial electromagnético a la solución de dos problemas de autovalores escalares, acoplados o no. Y que es aplicable a cualquier configuración donde los contornos tengan simetría de traslación continua (no solamente en el caso de guías de onda o fibras ópticas). Por otra parte, el desarrollo teórico es importante porque permite tratar contornos con un tamaño característico que puede ser del mismo orden de magnitud que la longitud de onda, una inmensa diferencia con el caso plano, donde el contorno no tiene ningún tamaño característico, o mejor dicho, tiene un tamaño característico (el radio de curvatura) infinito. Pero quizás el mayor interés de este tema sea proveer ejemplos analíticamente tratables de la discretización de los modos propios electromagnéticos (a diferencia del caso de contornos planos, donde había un continuo de modos propios).

El premio Nobel de Física del año 2009 fue otorgado a Charles Kuen Kao, por sus contribuciones al desarrollo de las fibras ópticas que hoy se utilizan en todas las comunicaciones de telefonía y transmisión de datos. El tema que estamos viendo es la base del formalismo usado por Kao en su primer paper, donde demostraba que con una fibra de vidrio se podría transmitir el equivalente de 200 canales de televisión o más de 200.000 canales telefónicos. Una locura para la época, donde parecía imposible usar algo tan común y barato como el vidrio para transmitir tanta información. Pueden ver el paper de Kao mencionado por el Comité Nobel en éste enlace.  

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