光学电磁第二章2015.pdf

第二章 光的偏振效应和琼斯 矩阵表示 1. 光波偏振态的琼斯矩阵表示 2. 基本偏振器件的变换矩阵 1. 光波偏振态的琼斯矩阵表示 沿z方向传播的简谐平面波，可以用分量形式表示如下： ⎧ = + E A cos(τ δ ) ⎪ x x x ⎨Ey = Ay cos(τ + δy ) ⎪ E = 0 ⎩ z 光波振幅为 A , A , 相位为 τ = ωt − k r . i x y 该平面波用琼斯矩阵表示为 A exp(iδ ) J ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ x x x ˆ J = = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ A i J y exp( δy ) y ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 平面偏振光可表示为 ˆ ⎛cosφ ⎞ π π J = ⎜ ⎟ (− ≤φ ) ⎝sinφ ⎠ 2 2 归一化的琼斯矩阵 + ˆ ˆ J J = 1 式中φ 为偏振光的振动平面与xz平面的夹角，即方位角。 将φ 用φ + π / 2 代替，就得到与上述平面偏振光正交的偏振态。 ˆ′ ⎛− sinφ ⎞ J = ⎜ ⎟ ⎝cosφ ⎠ 基本的琼斯矩阵与偏振的基态 沿x轴和沿y轴的单位矢量 1 0 ˆ ˆ ⎛ ⎞ ˆ ˆ ⎛ ⎞ , J = e = J = e = x ⎜ ⎟ y ⎜ ⎟