的偏振光被电磁辐射在一个平面内振动垂直于传播方向。平面中的振动意味着光波的电场矢量平行于两个矩形分量的空间振荡,就像在xy偏振平面中那样。
天然光或人造光是电磁辐射的波列,其电场在垂直于传播方向的所有平面中随机振荡。当辐射的仅一部分被限制在单个平面内振荡时,该光被称为偏振光。

平面中的垂直偏振光波作为非偏振光波入射在偏振光栅上。由Bob Melish(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wire-grid-polarizer.svg)Wikimedia Commons
获得偏振光的一种方法是在偏振滤光镜上照射一束光线,该滤光镜由朝向单一方向的聚合物结构组成,仅允许在同一平面内振荡的波通过,而其余的波则被吸收。 。
穿过滤光片的光线的强度低于入射光线的强度。此功能是区分偏振光和非偏振光的一种方法。人眼无法区分彼此。
根据波传播的方向,光可以是线性,圆形或椭圆形偏振。另外,可以通过诸如反射,折射,衍射和双折射的物理过程获得偏振光。
线偏振光
当光波的电场不断振荡,在垂直于传播的平面上描述一条直线时,该光被认为是线性偏振的。在这种极化状态下,电场的两个分量的相位相同。
如果将在彼此垂直的平面中振动的两个线性极化的波叠加,则获得另一个线性极化波。所获得的光波将与先前的光波同相。当两个波同时出现相同的位移时,它们是同相的。

线性,圆形和椭圆形极化。通过感应负载。(https://commons.wikimedia.org)
圆偏光
电场矢量在垂直于传播的同一平面内以圆形方式振荡的光波是圆偏振的。在这种极化状态下,电场的大小保持恒定。电场的方向是顺时针或逆时针。
偏振光的电场描述了具有恒定角频率ω的圆形路径。
彼此垂直叠加且相位差为90°的两个线偏振光波形成圆偏振光波。
椭圆偏振光
在这种极化状态下,光波的电场在垂直于传播的整个平面上描述为椭圆形,并沿顺时针或逆时针方向旋转。
彼此垂直的两个光波的叠加,一个具有线性偏振,另一个具有圆偏振,并且相移为90°,从而产生一个具有椭圆偏振的光波。偏振光波与圆偏振光的情况相似,但是电场的大小不同。
反射偏光
反射偏振光是由Malus在1808年发现的。Malus观察到,当一束非偏振光入射到抛光良好的透明玻璃板上时,一部分光在穿过板时会发生折射,而另一部分被反射,从而形成折射射线与反射射线之间的夹角为90°。
反射光束通过在垂直于传播方向的平面内振荡而线性偏振,其偏振程度取决于入射角。
通过该反射光束被完全偏振被称为布儒斯特角(θ入射角乙)
折射偏振光
如果光的非偏振光束入射与布儒斯特角(θ 乙玻璃板的叠层上),一些振动的垂直于入射面从各板和振动的其余部分的折射被反射。
最终结果是所有反射光束在同一平面内偏振,而折射光束部分偏振。
表面数量越多,折射射线将损失越来越多的垂直于平面的振荡。最终,透射光将在与非偏振光相同的入射平面中被线性偏振。
散射偏振光
落在悬浮在介质中的小颗粒上的光被其原子结构吸收。原子和分子中感应的电场具有平行于入射光振荡平面的振动。
同样,电场垂直于传播方向。在此过程中,原子发射的光子在所有可能的方向上发生偏转。
发射的光子构成了一组由粒子散射的光波。垂直于入射光束的一部分散射光是线性偏振的。沿平行方向散射的另一部分光不偏振,其余被粒子散射的光则部分偏振。
大小与入射光的波长相当的粒子的散射称为瑞利散射。这种类型的散射可以解释天空的蓝色或日落的红色。
瑞利散射具有反比于波长(1 /λ的第四功率依赖性4)。
双折射偏振光
双折射是某些具有两个折射率的材料(例如方解石和石英)的特征属性。当光线落在双折射材料上时,会产生双折射偏振光,并分成反射光线和两条折射光线。
在两个折射光线中,一个折射比另一个折射大,垂直于入射平面振荡,而另一个则平行振荡。两种射线都从材料以线性偏振射出到入射平面。
参考文献
- 戈德斯坦,D。偏振光。纽约:Marcel Dekker公司,2003年。
- 詹金斯(FA)和怀特(H E),《光学基础》。纽约:麦格劳·希尔(McGraw Hill)高等教育,2001年。
- 萨勒赫(Baehaa E.A.)和蒂希(Teich),M.C. 加拿大:John Wiley&Sons,1991年。
- Guenther,RD。《现代光学》。加拿大:John Wiley&Sons,1990年。
- Bohren,CF和Huffman,DR。小颗粒对光的吸收和散射。加拿大:Jhon Wiley&Sons,1998年。
