偏振光·琼斯矢量计算 返回
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Polarization Optics

偏振光·琼斯矢量·双折射计算

用琼斯计算法实时计算偏振态与光学元件级联。支持斯托克斯参数、庞加莱球及双折射仿真。

输入偏振状态
偏振角 θ [°]
椭圆率 χ [°]
-45°=左圆偏振 / 0°=线偏振 / +45°=右圆偏振
相位差 δ [°]
光学元件 (最多4级)
斯托克斯参数
|Ex| 输出振幅
|Ey| 输出振幅
偏振度 DOP
椭圆率角 χ [°]
方位角 ψ [°]

理论公式

琼斯矢量:

$$\mathbf{J} = \begin{pmatrix} E_x \\ E_y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} \cos\chi\cos\theta - i\sin\chi\sin\theta \\ \cos\chi\sin\theta + i\sin\chi\cos\theta \end{pmatrix}$$

琼斯矩阵(λ/4波片,快轴角度α):

$$M_{QWP}(\alpha) = R(-\alpha)\begin{pmatrix}1 & 0 \\ 0 & e^{i\pi/2}\end{pmatrix}R(\alpha)$$

斯托克斯参数:

$$S_0 = |E_x|^2+|E_y|^2,\quad S_1 = |E_x|^2-|E_y|^2$$ $$S_2 = 2\operatorname{Re}(E_xE_y^*),\quad S_3 = -2\operatorname{Im}(E_xE_y^*)$$

偏振度: $\mathrm{DOP} = \sqrt{S_1^2+S_2^2+S_3^2}/S_0$

应用: LCD液晶盒设计 / 光纤偏振模色散分析 / 激光雷达偏振散射测量 / 光弹性应力测量 / 量子信息偏振量子比特操控 / 太阳能电池减反射膜设计。