Главная > Оптика > Основы оптики
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

10.8.3. Параметры Стокса квазимонохроматичаской плоской волны.

Как мы видели, для характеристики квазимопохроматической плоской волны, вообще говоря, необходимы четыре вещественные величины, например вещественная и мнимая части (или ). В своих исследованиях, относящихся к частично поляризованному свету, Стокс [27] ввел несколько отличное представление с четырьмя параметрами, тссно связанное с рассмотренным выше. Мы уже сталкивались с ним (в частном случае) в п. 1.4.2 при изучении монохроматического света. Параметрами Стокса общего вида являются следующие четыре величины:

где, как и прежде, — мгновенные амплитуды двух взаимно перпендикулярных компонент электрического вектора - разность их фаз. Для монохроматического света и не зависят от времени, и выражения (62) переходят в параметры Стокса монохроматической волны, определенные в (1.4.43).

Из (62) и (4) следует, что параметра Стокса и элементы матрицы когерентности связаны соотношениями

Как и элементы матрицы когерентности, параметры Стокса любой плоской квазимонохроматической волны можно определить с помощью простых экспериментов. Как и раньше, обозначим через интенсивность световых колебаний в направлении, образующем угол с осью когда их -компонента

запаздывает на величину по отношению к х-компоненте. Тогда на основании соотношений (11) и (63а) имеем

Параметр очевидно, представляет полную интенсивность. Параметр равен разности интенсивностей линейно поляризованного света, прошедшего через поляризаторы, с азимутами Так же интерпретируется и параметр но для азимутов . Наконец, параметр равен разности интенсивностей света, прошедшего через прибор, пропускающий колебания с правой круговой поляризацией, и света, прошедшего через прибор, пропускающий колебания с левой круговой поляризацией.

Если использовать соотношения (636), то все приведенные выше результаты можно выразить не через матрицу когерентности, а с помощью параметров Стокса. В частности, условие (8), а именно примет вид

Для монохроматического света имеем, согласно (30), и тогда в соответствии с (1.4.44) в соотношении (65) мы получим знак равенства.

Рассмотрим теперь разложение данной волны на взаимно независимые поляризованную и неполяризованную части, используя представление через параметры Стокса. Из (41) и (63) следует, что параметры Стокса системы независимых волн равны сумме соответствующих параметров Стокса отдельных волн. Из (27) и (63а) вытекает, что для неполяризованной волны (естественный свет) справедливо соотношение Обозначим четыре параметра Стокса одним символом Тогда, очевидно, для волны, характеризующейся параметром требуемое разложение запишется в виде

где

Параметр соответствует неполяризованной, поляризованной части волны. Следовательно, с помощью параметров Стокса степень поляризации исходной волны можно выразить в виде

То же выражение нетрудно получить, подставляя (636) в (52). Легко также записать выражения, определяющие форму и ориентацию эллипса поляризации, связанного с поляризованной частью волны (см. (6.76)). Если, как и в (1.4.28), соотношение определяет отношение малой и большой осей и направление, в котором описывается эллипс соответствует правой, а левой поляризации), то на основании (1.4.45в) и (676) имеем

Угол между большой осью и определяется в соответствии с (1.4.46) и (676) соотношением

Итак, мы видим, что параметры Стокса, как и матрица когерентности, служат полезным инструментом для систематического анализа состояния поляризации квазимонохроматической волны.

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление