为什么规则金属波导内不能传输TEM波

TEM波要求电场和磁场完全在波导的横截面上。由于磁场是闭合曲线，在横截面满足麦克斯韦方程，在闭合曲面的线积分等于位移电流和传导电流的面积分。这样就要求有位移电流的存在，位移电流沿轴向传播，这样与电场完全在波导横截面上矛盾。

若激光在谐振腔中的传播方向为z方向，那么激光的电场和磁场将没有z方向的分量！实际的激光模式是准TEM模，即允许Ez、Hz分量的存在，但它们必须<<横向分量，因为较大的Ez意味着波矢方向偏离光轴较大，容易溢出腔外，所以损耗大，难于形成振荡。

扩展资料：

准TEM模的纵向场分量并不等于零，这是因为微带线除介质与导体的边界之外，还有不同介质的边界，微带线传输波形必须同时满足两类边界条件。

分析表明，为了满足两类边界条件，纵向场分量Ez、Hz不等于零，微带线传输的是电波与磁波的混合波。但是，但微带线传输的频率较低时，混合波的纵向场分量很小，这时的传输波型近似为TEM模。

因为TEM波要求电场和磁场完全在波导的横截面上.由于磁场是闭合曲线,在横截面满足麦克斯韦方程,在闭合曲面的线积分等于位移电流和传导电流的面积分.,这样就要求有位移电流的存在,位移电流沿轴向传播,这样与电场完全在波导横截面上矛盾.

在tem模式中，由maxwell和HELMHOLTZ方程可以推导出，传输tem波的波导必须是均匀结构，再由边界条件可得必须有两个导体，因为金属波导只有一个导体，所以不能传输tem波。