偏振光的描绘及形态分析

摘要

通过维纳实验的理论分析证明：光波就其物理本质是波长范围为390-760nm，对应频率在7.5×1014-4.1×1014Hz范围内的电磁波。从而得出光波是一种横波，具有偏振性。光波振动方向相对于传播方向的不对称性称作偏振。作为光的三大本质属性之一，偏振不仅同光的其它属性有同等的地位，最重要的是它可以作为记录信息的载体。随着偏振技术应用的不断扩大，随之发展起来的新兴技术，例如：光电子技术、光存储和光全息技术都极大加快了现代高科技的发展。但是要进步研究应用这些高科技技术，经常需要处理光的偏振问题，它们对光的偏振特性要求较高。除此之外，在某些情况下偏振还会影响整个光学系统的性能，特别在大数值孔径成像系统中。综上对光束偏振态的分析尤为迫切和重要。
　　论文中首先介绍了偏振光的基础理论，包括偏振光的基本概念，偏振度和可见度的区别，几种偏振光的产生原理及一些常用的偏振器件；其次，详细阐述了偏振光不同描绘方式对偏振态的表征及适应条件；中心部分主要对不同描绘方式进行对比分析，从适用条件、状态参数和使用范围等几个方面进行对比分析得出偏振光不同描绘的使用场合。该结论有助于从不同角度对光的偏振态进行理解，对构建偏振光学基础理论以及偏振器件的设计亦有一定参考价值。最后举例并实验模拟验证了结论的可靠性。

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1 引言

1.1 研究意义

1.2 研究现状

1.3 主要研究内容

2 偏振光的基础理论

2.1 偏振光的概念

2.2 偏振度

2.3 偏振光的获取

2.3.1 反射获取线偏振光

2.3.2 折射获取线偏振光

2.3.3 双折射获取线偏振光

2.3.4 散射获取线偏振光

2.4 常用的偏振元件

2.4.1 尼科耳棱镜

2.4.2 波晶片

2.4.3 偏振片

3 偏振光的描绘方式

3.1 解析描绘

3.1.1 电矢量法

3.1.2 琼斯矢量法

3.1.3 斯托克斯矢量法

3.1.4 光线椭圆法

3.2 几何描绘

3.2.1 图解法

3.2.2 复平面法

3.2.3 邦加球法

3.2.4 史密斯圆法

4 偏振光各种描绘方式的形态分析

4.1 不同描绘方式之间的关系

4.1.1 琼斯矢量与斯托克斯矢量关系

4.1.2 斯托克斯矢量和邦加球关系

4.2 各种描绘方式的对比

5 实验验证与总结

5.1 理论分析

5.2 计算机模拟实验

5.3 总结与展望

致谢

参考文献