Сфера Пуанкаре

Сфера Пуанкаре делает возможной качественную визуализацию воздействия одного или большего количества оптических элементов на заданное состояние поляризации. Поэтому достаточно просто можно понять, как работает оптическая система. Однако процесс получения количественного определения выходного состояния поляризации может оказаться достаточно громоздким, особенно при большом количестве элементов.

Формализмы Мюллера и Джонса.

Разработано множество различных вычислительных приемов, позволяющих справиться с громоздкими количественными методами, которые приходится применять для определения выходных состояний поляризации при помощи формализма сферы Пуанкаре. Наиболее удачными из них являются формализмы Мюллера и Джонса. В обоих случаях проблема преобразования поляризации сводится к использованию матричной алгебры. В формализме Мюллера состояние поляризации представляется четырехкомпонентным вектором Стокса s и оптические элементы — в виде матриц размерностью 4×4. Все величины при таком подходе являются действительными числами. С другой стороны, в формализме Джонса состояние поляризации представляется двухкомпонентным комплексным числом и оптические элементы — матрицами размерностью 2х2 с комплексными компонентами. Несмотря на их структурные различия, оба метода используются одинаково.

Оба метода используются следующим образом. Величина Ц определяется как входное состояние, и нужно определить выходное состояние If после того, как свет пройдет через последовательность оптических элементов, состоящую из поляризаторов и фазовых пластинок. Выходное состояние получается в результате последовательного умножения вектора входного состояния на матрицу, представляющую каждый оптический элемент в порядке из расположения

Теперь моделирование любой системы и количественное определение влияния отдельных элементов внутри нее становится вполне очевидной процедурой. Формализм Мюллера обычно лучше подходит для вычислений, в которых представляют интерес только изменения интенсивности. Формализм Джонса полезен, когда более важны вопросы фазовых соотношений.

Запаздывание и специальные свойства полуволновой пластинки.

Во всех волоконно-оптических датчиках, основанных на пьезооптическом эффекте, используется явление двойного лучепреломления, вызванного механическим напряжением (или деформацией), т. е. относительное запаздывание двух ортогонально поляризованных компонент светового луча, вызванное механическим напряжением или деформацией. Чтобы ясно понять, как работают такие датчики, полезно рассмотреть действие единичной линейной фазовой пластинки, помещенной в линейно поляризованный луч света. Схема, построенная для демонстрации этого эффекта.

См. также:  Высококогерентный источник света