粗略地考察一下直接邊耦合(或稱之為平接)。這是一種簡(jiǎn)單而高效的結(jié)構(gòu)。一個(gè)半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管在中心薄膜的邊緣與波導(dǎo)直接相連。有幾個(gè)問題需要特別注意。要使光從光源向中心薄膜盡可能高效傳輸，要求光源的發(fā)光面積不大于中心薄膜端面的面積。否則，光源發(fā)出的部分光會(huì)入射到非導(dǎo)光層，這部分光能量顯然就損耗掉了。前面已經(jīng)介紹過，中心薄膜厚度為1µm的平板波導(dǎo)僅僅支持幾個(gè)傳播模式。由于光源的功率輸出能力與其尺寸大小是成正比的，所以尺寸在1µm左右的光源的輸出功率是很低的。
第二個(gè)問題是，光源輻射的橫模式與波導(dǎo)允許傳播的模式之間的差異。顯然，只有當(dāng)這些模式完全相同時(shí)，才能得到較高的耦合效率。換句話說，就是其模式必須要匹配。另外，也可以采用不同模式相關(guān)的光線差異來分析這個(gè)問題。每個(gè)允許的傳播模式對(duì)應(yīng)著一個(gè)在掩模中以特征角p沿z字形路徑傳輸?shù)钠矫娌ā榱思て疬@個(gè)特定模式，必須保證入射到平板波導(dǎo)中的光線能滿足所要求的θ值。LED和半導(dǎo)體激光器都是在一定的角度范圍內(nèi)發(fā)光的。若這個(gè)范圍大于波導(dǎo)的接收角，會(huì)損失部分功率。只有接收角內(nèi)的光線才會(huì)被約束在波導(dǎo)內(nèi)。同時(shí)，落入接收角內(nèi)的入射光線，若不滿足中心薄膜允許的離散傳輸角度條件，其功率也將被損耗。
發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸一化厚度比較小時(shí)，只存在很少的幾個(gè)模式，而且所對(duì)應(yīng)的傳輸角間隔比較大。入射角必須與這些角度相匹配時(shí)才能較好耦合。對(duì)于支持很多模式的波導(dǎo)，這些分散的可傳播角間隔很小。模式圖中也描述了在歸一化厚度較大時(shí)的情形。在這種情況下，波導(dǎo)將束縛所有在接收角內(nèi)的光線。前面已經(jīng)提到過，數(shù)值孔徑在衡量厚度足夠大、能支持多個(gè)模式的波導(dǎo)的角聚光能力是非常有用的參數(shù)。實(shí)際使用的很多光纖就是這種情形。對(duì)于一個(gè)薄的中心薄膜，可接收功率由入射光角度與波導(dǎo)允許傳播模式角度的匹配程度決定。當(dāng)波導(dǎo)中僅允許一個(gè)(或很少幾個(gè))模式存在時(shí)，則入射場(chǎng)模式與這些模式的匹配與否對(duì)決定耦合效率至關(guān)重要。在波導(dǎo)支持大數(shù)量的傳播模式時(shí)，入射光會(huì)將其能量分配到各個(gè)傳播模式上。
在波導(dǎo)中，沒有被束縛在中心薄膜中的光仍然是可以觀測(cè)到的。這些非束縛光是因?yàn)闆]有被100%地反射而產(chǎn)生的，或者說是部分反射的。可以形象地將這些光理解為沿z字形上下傳輸。由于在每次反射中都有輻射損失，因而其幅度不斷減小。在長(zhǎng)波導(dǎo)的末端，輻射模的幅度可以忽略。但如果傳輸距離較短，其幅值也是可觀的。有的光線甚至可能在上層波導(dǎo)材料和下層波導(dǎo)材料的外邊界以臨界角全反射而被束縛在波導(dǎo)內(nèi)。
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