简单的光波导理论可通过射线光学进行研究，但是要对光波导器件进行精确设计，就一定要用到波动光学的理论。波动光学的理论基础即麦克斯韦方程组，它可以写成4个耦合的方程，其中两个标量方程，两个矢量方程。它可以写成积分和微分两种形式，其中自由空间光传播的微分形式如下： 　　式中，E，H，D，B，J和p分别代表电场强度、磁场强度、电位移矢量、密度和电荷密度。 　　电场强度E和磁场强度H与电位移矢量D和磁感应强度B的关系为   　　式中，σ是电导率（单位为s/m）。 　　式（4－53）被称为