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偏振光的jones向量和poincare球表示法.ppt

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文档介绍:偏振光的Jones向量和Poincare球表示法

报告目的:
液晶光学中用到的光大部分为偏振光,而液晶是一种具有双折射特性的物质,采用Jones向量和Poincare球表示光的偏振状态,能够方便和形象的分析光透过液晶盒后的偏振状态和光强。

主 要 内 容
光波及其偏振状态
偏振状态之复数表示法
偏振状态之Jones向量表示法
Stokes参量
偏振状态之Poincare球表示法

一、光波及其偏振状态
由Maxwell Equation 可得光波的波函数:
光波是一种电磁波,光波的偏振方向定义为电场方向,垂直于光的传播方向,定义光沿着z方向传播,原点处的电场分量可以简化为:
相对位相:

根据不同δ,Ax,Ay的情况,可以将偏振态分成下列三种情况:
3. 椭圆偏振态:
2. 圆偏振态:
1. 线偏振态:




二、偏光状态之复数表示法
利用电场在x,y轴分量的振幅和相位关系可以表示单色平面光波的偏振态,可以定义一个复数χ:
其中
2.1 复数表示法简介

2.2 复数表示法的复数平面
所有右旋偏振态落在上半平面
所有左旋偏振态落在下半平面
x轴(实轴)上每点对用不同倾斜角的线性偏振态
y轴(虚轴)上每点对应不同椭圆率的正椭圆偏振态
其余各点分别对应广义的其它椭圆偏振态

图1 复数表示法的复数平面

三、偏振状态之Jones向量表示法
1941年R.C.Jones引入一种方便数学运算的方法表示平面光波的偏振态,称为Jones向量,将电场的复数振幅在x及y轴上的分量组合成一个单列的向量矩阵。
Jones向量是一个复数向量,并不是一个真实物理空间上的向量,可通过下列运算转换为真正电场在x轴上的分量。
只分析光波的偏振态采用归一化的Jones向量:
3.1 Jones向量表示法简介

1. 线性偏振态:
与x轴夹角为Ψ
2. 圆偏振态:
3. 椭圆偏振态:
3.2 用Jones向量法表示几种常见的偏振态

四、Stokes参量
引进所谓“时间平均参量”来描述部分偏振态和非偏振态:
这四个参量称为类单色平面光的Stokes参量,满足下列关系式:
“等号”在光波为完全偏极化才成立。

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上传人:shujukd 2021/1/21 文件大小:545 KB

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