光波的橫波性、偏振態(tài)及其表示-資料下載頁(yè)
2024-10-19 11:16本頁(yè)面
【正文】 （ 2） 瓊斯矩陣表示法 考慮到光強(qiáng) ， 有時(shí)將瓊斯矢量的每一個(gè)分量除以 ，得到標(biāo)準(zhǔn)的歸一化瓊斯矢量。 22xyI E E??I如果兩個(gè)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(dòng)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(jì)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(jì)算偏振光 Ei 通過(guò)幾個(gè)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(xué)元件偏振特性的瓊斯矩陣， 可由光學(xué)手冊(cè)查到。 （ 3） 斯托克斯參量表示法 為表征橢圓偏振，必須有三個(gè)獨(dú)立的量，例如振幅 Ex, Ey 和相位差 ?， 或者橢圓的長(zhǎng)、短半軸 a、 b 和表示橢圓取向的 ? 角 。 1852 斯托克斯提出用 四個(gè)參量 來(lái)描述一光波的強(qiáng)度和偏振態(tài)，在實(shí)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(duì)于任意給定的光波，這些參量都可由簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)加以測(cè)定。 （ 3） 斯托克斯參量表示法 一個(gè)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(gè)是獨(dú)立的，因?yàn)樗鼈冎g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(qiáng)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(gè)半徑為 s0 的球 Σ ， 其上任意點(diǎn) P 的直角坐標(biāo)為 s1 、 s2 和 s3 ， 2? 和 2? 是該點(diǎn)的相應(yīng)球面角坐標(biāo)。一個(gè)平面單色波，當(dāng)其強(qiáng)度給定時(shí) （ s0＝常數(shù) ）， 對(duì)于它的每一個(gè)可能的偏振態(tài)， Σ 上都有一點(diǎn)與之對(duì)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(xué)中非常有用，可決定晶體對(duì)于所穿過(guò)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(diǎn)代表右旋橢圓偏振光，下半部分的點(diǎn)代表左旋橢圓偏振光，南、北極兩點(diǎn)則分別代表左、右旋圓偏振光。
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