Una guía de ondas es un objeto que dirige el flujo de cualquier tipo de onda. Algunos de los tipos más básicos incluyen cables o tubos huecos que pueden guiar las ondas sonoras. A menudo, las guías de ondas se utilizan para transferir ondas electromagnéticas entre ubicaciones, por lo general utilizando un tubo hueco hecho de metal conductor de electricidad. Las guías de ondas se utilizan comúnmente para transferir energía o señales de comunicación. Cada tipo de ola requiere un tipo diferente de guía.
El tipo de onda que se guía determina la geometría de la guía de ondas. El ancho de la guía debe, en la mayoría de los casos, estar en el mismo orden de magnitud que la longitud de las olas que guiará. Esto significa que una fibra óptica que guía ondas de luz de alta frecuencia no será eficaz para guiar ondas de sonido de baja frecuencia. Otros factores, como cuánta pérdida de señal o potencia es aceptable, también ayudan a determinar la mejor guía de ondas para una tarea específica.
Las ondas electromagnéticas en el espacio normalmente se irradian en todas direcciones desde su punto de origen. Esto hace que la radiación pierda potencia en proporción al cuadrado de su distancia desde ese punto de origen. Una guía de ondas permite que la radiación se propague en una sola dimensión en circunstancias ideales, evitando que pierda potencia a medida que se propaga.
Las guías de ondas funcionan reflejando la onda en las paredes de la guía. Idealmente, las ondas se propagarán en forma de zigzag dentro de la guía de ondas. Esto significa que una guía de ondas a menudo funciona mejor cuando tiene una sección transversal circular o cuadrada.
Hay muchos tipos diferentes de guías de ondas, desde fibras ópticas que permiten la transmisión de datos a través de ondas de luz hasta el canal de frecuencia y rango de sonido (SOFAR), una capa de agua en el océano que actúa como una guía de ondas natural para el canto de las ballenas. Los sistemas de radar utilizan guías de ondas para dirigir las ondas de radio a una antena para que puedan transmitirse con la impedancia adecuada. Los instrumentos científicos también utilizan guías de ondas para medir las propiedades acústicas y ópticas de varios objetos.
Las guías de ondas se han utilizado durante siglos, mucho antes de que alguien entendiera cómo funcionaban. La primera guía de ondas diseñada para ondas sonoras fue propuesta por JJ Thomson, un físico británico, en 1893, y probada por otro físico, OJ Lodge, el año siguiente. El trabajo continuó a lo largo del siglo XIX y principios del XX, y los científicos estudiaron el uso de fibras ópticas como guías de ondas para la luz visible en la década de 19.