1 光波的偏振态 PPT课件
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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)。
38
Leabharlann Baidue1
e2 ] el
er
2 i
2
1
1 i
转换矩阵
A
2 i
2
1
1
i
为酉矩阵。
因为矩阵A满足：A-1 = A+
这里：
1 0 e1 0 , e2 1 , el
（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
9
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
10
11
12
13
1 2
i 1 , er
1 1
2
i
39
E1
E2
f11 f21
f12
f22
e1
e2
40
41
28
29
30
（4）图示法
31
32
33
34
35
（5）Jones矢量与Stokes矢量的关系
36
37
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：
E1 E2 E2 E1 0 Ei Ei 1 (i 1, 2)
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：
其中， 2 1
上式是椭圆方程，因为其系数行列式大于零。
3
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？
4
（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。
5
讨论： 如何判断偏振光矢量端点的旋转方向？
6
总结：
7
8
14
（2）Jones矢量表示法
15
16
17
18
19
20
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。
21
例2：正交偏振光
证明：
例3：偏振光器件的Jones矩阵
（1）部分直线偏振器
22
23
（2）
24
25
（3）旋光器
26
27
（3）Stockes矢量表示法
1. 光波的偏振态及其 分析方法
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：
E E0 cos(t kz 0 )
令 t kz, 写成分量形式：
2
为了求得电场矢量端点所描绘的曲线，消去参量 ，得到：
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Leabharlann Baidue1
e2 ] el
er
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转换矩阵
A
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为酉矩阵。
因为矩阵A满足：A-1 = A+
这里：
1 0 e1 0 , e2 1 , el
（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
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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
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i 1 , er
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E1
E2
f11 f21
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（4）图示法
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（5）Jones矢量与Stokes矢量的关系
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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：
E1 E2 E2 E1 0 Ei Ei 1 (i 1, 2)
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：
其中， 2 1
上式是椭圆方程，因为其系数行列式大于零。
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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？
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（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。
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讨论： 如何判断偏振光矢量端点的旋转方向？
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总结：
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（2）Jones矢量表示法
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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。
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例2：正交偏振光
证明：
例3：偏振光器件的Jones矩阵
（1）部分直线偏振器
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（2）
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（3）旋光器
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（3）Stockes矢量表示法
1. 光波的偏振态及其 分析方法
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：
E E0 cos(t kz 0 )
令 t kz, 写成分量形式：
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为了求得电场矢量端点所描绘的曲线，消去参量 ，得到：