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文档简介

光波的偏振态及其分析方法 1 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 2 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 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 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 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 例3 偏振光器件的Jones矩阵 证明 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 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 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
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