1 光波的偏振态
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光波的偏振态及其 分析方法,2,1.1 光波的偏振态,（1）椭圆偏振,平面电磁波是横波，电场与磁场彼此正交。假定光沿z方向传输，则电场只有x,y方向的分量。平面波方程为：,令 写成分量形式：,3,为了求得电场矢量端点所描绘的曲线，消去参量 ，得到：,其中，,上式是椭圆方程，因为其系数行列式大于零。,4,想一想，磁场矢量的端点轨迹，电场矢量E与磁场矢量H的关系如何？,5,（2）线偏振与圆偏振,线偏振是指光波电场矢量E的方向始终保持不变。 圆偏振是指光波电场矢量E的端点轨迹是圆。,6,讨论：,如何判断偏振光矢量端点的旋转方向？,7,总结：,8,9,（3）偏振光器件,（1）直线偏振器P,（2）直线位相器R,（3）旋光器T,10,1.2 偏振态的描述,由于两振动方向相互垂直的偏振光叠加时，一般形成椭圆偏振光，两偏振光的振幅比以及相位差确定了椭圆的长短轴及其空间取向。因此，只需两个特征参量 就可确定任意光波的偏振态。,（1）三角函数表示法,11,12,13,14,15,（2）Jones矢量表示法,16,17,18,19,20,21,例1：左右圆偏振光的合成,考虑频率相同、振幅相等、而位相不同的左右圆偏振光的合成。,22,例2：正交偏振光,例3：偏振光器件的Jones矩阵,证明：,（1）部分直线偏振器,23,24,（2）,25,26,（3）旋光器,27,28,（3）Stockes矢量表示法,29,30,31,（4）图示法,32,33,34,35,36,（5）Jones矢量与Stokes矢量的关系,37,38,1.3 偏振态的分解,由于偏振光可用二维列矩阵形式的琼斯矢量来表示，如果两个琼斯矢量满足下列条件：,这里，表示转置复共扼。这样两个琼斯矢量E1、E2组成正交完备系，可以表示任意琼斯矢量E：,如，归一化的x方向线偏振光与归一化的y方向线偏振光对应的琼斯矢量(e1,e2)；归一化的右旋圆偏振光与归一化的左旋圆偏振光对应的琼斯矢量(er,el)。,39,因为矩阵A满足：A-1 = A+,这里：,40,41,
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