光電子理論-偏振格式

波偏振的決定因素 上由電場矢波偏振的決定因素 上由電場矢射波的偏振方向各向異性介質(zhì)的折射率依賴于偏振方向：偏振方向不同，傳輸速度也不同。該特性已應(yīng)用于眾多光學(xué)設(shè)備。EAexp[j(t zc沿z 的平面波，其振幅的復(fù)數(shù)形式 AAxxAyAxyAx,yax,yexp(ix,y即Eaexp[j(tz) cxEaexp[j(tz) cyzz實(shí)數(shù)形 Exaxcos[(tc)Eacos[(tz)c用橢球參量方程可xy2cosxysin2EEE a ax其中 所以電場矢量末端形式為一橢球邊線偏振光（ax=0或者ay=0=0或圓偏振光（ax=ay/2以大拇指沿光傳輸方向（也即k方向），若電場方向按右手握拳方向旋轉(zhuǎn)則為右手圓偏振態(tài)。按左手握拳方向旋轉(zhuǎn)則為左手圓偏振態(tài)。想象當(dāng)光從開始打到一個(gè)屏幕上，對著k矢量的方向觀察，若碰撞點(diǎn)在這個(gè)屏幕上沿逆時(shí)針方向作圓，則為右手圓偏振態(tài)，反之為左手。下圖中，為什么偏振態(tài)？為左手偏振態(tài)矢量(Jones偏振狀態(tài)用矢量可JAAxR.C.Jones,J.Opt.Soc.Am.31,488-y用于描述全偏振上研究各因素對偏振態(tài)所產(chǎn)生的影響不適用于非偏振態(tài)和部分特別地，對于部分偏振態(tài)，使用另一矢量斯積分（Soslulu）來表出。E(z,t)(|E|eix?|E|E|2||2eiA|E|E|2|B|Eoy |E|2|yIS1nc|t2 包含偏振態(tài)信息的部分為：Ax?BeiA r iJ——表示任意偏振態(tài) 矢JonesJonesX方向線性J1（當(dāng)B0時(shí)角度線性偏cos當(dāng)A2B2J0 左旋圓偏J12i當(dāng)AB;2時(shí)z右旋圓偏J11當(dāng)AB;2i-2時(shí)z一般來說，偏振光是介于線偏振態(tài)與圓偏振態(tài)之間的橢圓偏振態(tài)，橢圓上的長軸或短軸恰好與1tan1(2ABcos2A2那么，橢圓的另一根主軸（長軸或短軸）X2EE|Eeff|A2cos2B2sin2ABcossinE|Eeff|A2sin2B2cos2ABcossin2基于長軸場強(qiáng)大于等于短軸場強(qiáng)的原則確定長軸與短軸，與相應(yīng)的x和mneee0e0 矩陣 矩陣Jones傳輸形式的Jones J2TT——通光軸沿XYXT——通光軸沿Y1Z通光軸沿與水平x軸夾角的線性偏振鏡的JonesT 推導(dǎo)推導(dǎo)如圖，我們定義1軸的單位矢量為e1，2軸的單位矢量為e2，那么可以導(dǎo)出新舊坐標(biāo)系的變換關(guān)系為：XYE(z,t)Exx?Eyy?ExE0xei(kzt)i(kztEE 0根據(jù)上頁兩式1，2E(z,t)E1e?1E2e?2E1ExcosEysinE2ExsinEy由于偏光鏡的作用，入射光中只有由于偏光鏡的作用，入射光中只有1射光表述為：偏光鏡的作用下，此時(shí)ξ＝0。坐標(biāo)軸的逆變換計(jì)算整理后,有E(z,t) cossinsincossincosEsincossin sincosE特殊的，此時(shí)ξ＝0，偏光 矩陣表述為sincos2sincossin2IIS1nc| |2A'B'ei*A't2 iI1nc| |2(|A'|2|B'|22 1——光軸沿水平X0A ——任意偏振光 矢i00Bei0AA 偏偏振延遲T0e級聯(lián)單TTT 2J12N1波片（或偏振延遲器差，快軸沿x方向波片的Jones矩陣Tei/e0i/或T0ei當(dāng)/2時(shí)，稱為四分之一波片；當(dāng)=時(shí)，稱為二分之一波片；快軸沿y方向波片的Jones矩陣Te-i/00ei/或T0ei當(dāng)波當(dāng)波片快軸和實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)系x軸有一夾角時(shí)，波片矩yxyxcossin其中：R()—坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩cosT0 ei—波片晶體主軸中波片的JonesVTV 出射偏振推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)主軸坐標(biāo)VxcossinVout s R()VVT0 晶體主軸坐標(biāo)下 0片 矩EV VcossinV V V sincosR() V實(shí)驗(yàn)x-坐標(biāo))cossinsincos入射偏振坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩VVR()R()TR()TR()xVVinVinVVVVVVin V VR()TR()