Эллиптическая поляризация света

Поляризованное излучение света имеет в общем случае эллиптическую поляризацию. При этом ортогональные компоненты светового вектора Е для выбранной системы координат (ось Z параллельна направлению распространения света) описываются выражениями вида:

(1)

(2)

Сложение ортогональных колебаний вида (1) и (2) на плоскости XY дает проекционную картину эллипса. При этом форма эллипса определяется параметрами:

- разность фаз, (3)

- отношение амплитуд. (4)

При , равной нулю или , эллипс вырождается в прямую и получается линейно поляризованный свет. При и равенстве амплитуд, складываемых волн эллипс превращается в окружность – получается свет, поляризованный по кругу.

В зависимости от направления вращения вектора Е различают правую и левую эллиптическую поляризацию. Если по отношению к направлению луча вектор Е вращается по правилу правого винта, поляризация называется правой, в противном случае – левой.

Для описания формы эллипса часто используют другую пару параметров, имеющих более наглядную геометрическую интерпретацию (рис.1):

- азимут ориентации большой полуоси эллипса в выбранной системе координат;

- эллиптичность – отношение полуосей эллипса.

Связь между параметрами , и , задается формулами:

, (5)

, (6)

, (7)

. (8)

Рис. 1

Представление эллипса поляризации двумя парами параметров и соотношение между ними имеют важное практическое значение. Непосредственно измеряемыми параметрами в большинстве измерительных схем являются величины и , для физической интерпретации результатов измерений часто более удобны параметры и (например, при построении математической модели объекта с использованием законов и формул Френеля для обработки результатов измерений).

Закон Малюса

Пусть свет на своем пути проходит через поляризатор и анализатор, причем угол между их плоскостями поляризации составляет (рис.2). После поляризатора выйдет свет интенсивностью . Согласно закону Малюса после анализатора мы получим свет, интенсивность которого определяется выражением

В справедливости этого выражения нетрудно убедиться, вспомнив, что интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды Е.

Рис. 2

Если частично поляризованный свет пропускать через анализатор, то интенсивность I прошедшего света будет меняться в зависимости от положения плоскости поляризатора анализатора. Она достигает максимального значения, если плоскость поляризации анализатора и плоскость преимущественных колебаний частично поляризованного света совпадают. Если же эти плоскости перпендикулярны друг другу, то интенсивность света, прошедшего через анализатор, будет минимальна.

Дата добавления: 2015-10-29