光波的橫波性、偏振態(tài)及其表示-資料下載頁
2025-10-10 11:16本頁面
【正文】 （ 2） 瓊斯矩陣表示法 考慮到光強 ， 有時將瓊斯矢量的每一個分量除以 ，得到標準的歸一化瓊斯矢量。 22xyI E E??I如果兩個偏振光滿足如下關(guān)系，則稱此二偏振光是正交偏振態(tài) ： *2*1 2 1 1 *2 0 ( 1 1 5 )xxyyEE E E EE????? ? ?????????例如 ， x、 y 方向振動的二線偏振光、右旋圓偏振光 與左旋圓偏振光均互為正交的偏振光。 （ 2） 瓊斯矩陣表示法 0[1, 0] =01??????1[ 1, i] 0i?? ?????利用瓊斯矢量可以很方便地計算二偏振光的 疊加： 1 2 1 21 2 1 2+= +x x x x xy y y y yE E E E EE E E E E? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?亦可很方便地計算偏振光 Ei 通過幾個偏振元件后的 偏振態(tài)： 2 2 1 12 2 1 1 t x i xnnt y i ynnEEab a b a bc d c d c d? ? ? ??? ? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?（ 2） 瓊斯矩陣表示法 nnnnabcd??????式中， 為表示光學元件偏振特性的瓊斯矩陣， 可由光學手冊查到。 （ 3） 斯托克斯參量表示法 為表征橢圓偏振，必須有三個獨立的量，例如振幅 Ex, Ey 和相位差 ?， 或者橢圓的長、短半軸 a、 b 和表示橢圓取向的 ? 角 。 1852 斯托克斯提出用 四個參量 來描述一光波的強度和偏振態(tài)，在實用上更方便。 與瓊斯矢量不同的是，這種表示法描述的光可以是完全偏振光、部分偏振光和完全非偏振光，也可以是單色光、非單色光?？梢宰C明，對于任意給定的光波，這些參量都可由簡單的實驗加以測定。 （ 3） 斯托克斯參量表示法 一個平面單色光波的斯托克斯參量是： 22022123 ( 1 1 6 )2 c o s2 sinxyxyxyxys E Es E Es E Es E E???????? ??? ????其中只有三個是獨立的，因為它們之間存在下面的恒等式關(guān)系 ： 2 2 2 20 1 2 3 ( 1 1 7)s s s s? ? ?參量 s0 顯然正比于光波的強度，參量 s s2 和 s3 則與表征橢圓取向的 ? 角和表征橢圓率及橢圓轉(zhuǎn)向的 ? 角有如下關(guān)系 ： 102030= c o s 2 c o s 2= c o s 2 s in 2 ( 1 1 8 )= s in 2 ssssss??????????（ 3） 斯托克斯參量表示法 π πta n 44ba ??? ? ? ? ?（ 4） 邦加球表示法 邦加球是一個半徑為 s0 的球 Σ ， 其上任意點 P 的直角坐標為 s1 、 s2 和 s3 ， 2? 和 2? 是該點的相應(yīng)球面角坐標。一個平面單色波，當其強度給定時 （ s0＝常數(shù) ）， 對于它的每一個可能的偏振態(tài)， Σ 上都有一點與之對應(yīng)，反之亦然。 邦加球是表示任一偏振態(tài)的 圖示法 ，是 1892年由邦加提出的。邦加球在晶體光學中非常有用，可決定晶體對于所穿過光的偏振態(tài)的影響。 （ 4） 邦加球表示法 可以證明，球面上赤道上半部分的點代表右旋橢圓偏振光，下半部分的點代表左旋橢圓偏振光，南、北極兩點則分別代表左、右旋圓偏振光。
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