Bài thuyết trình Quang học: Ma trận trong phân cực ánh sáng

Bài thuyết trình Quang học: Ma trận trong phân cực ánh sáng giới thiệu tới các bạn những nội dung về ánh sáng phân cực, tham số Stokes, ma trận Mueller. Bên cạnh đó, bài thuyết trình còn đưa ra bài tập áp dụng ma trận Mueller để giải bài toán phân cực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình Quang học: Ma trận trong phân cực ánh sángTrường ĐH KHTN TPHCMBộ môn VẬT LÍ ỨNG DỤNGChuyên ngành QUANG HỌC MA TRẬN TRONG PHÂN CỰC ÁNH SÁNG Học viên : Phạm Thanh Tuân Nguyễn Thị Hà Trang NỘI DUNGI. Cơ sở lý thuyết 1. Ánh sáng phân cực 2. Các tham số Stokes 3. Ma trận MuellerII. Bài tập áp dụng ma trận Mueller để giải bài toán phân cực trang 224 1. Bài toán thuận 2. Bài toán nghịch CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Ánh sáng phân cực ÁnhESự phân cực là hiệnsáng tựvectơ tượng nhiên : vectơ dao động điện bị giớitrường hạn dao động đều đặn trong mọi phươngphương dao động. vuông góc với hướng truyền sóng. Ánh sáng phân Ánh:phương cực sáng tự của nhiên là ánhcòn E không sáng không tính đối phân cực.xứng quanh phương truyền sóng.• Ánh sáng phân cực toàn phần ( ánh sáng phân cựcthẳng)• Ánh sáng phân cực một phần CƠ SỞ LÝ THUYẾTPhương pháp tạo ra ánh sáng phân cực• Phản xạ .• Khúc xạ• Lưỡng chiết .• Tán xạ . PPPhân cực do phản xạ , khúc xạ PPPhân cực do lưỡng chiết PPPP CƠ SỞ LÝ THUYẾT  Phase plate xE  A cos tEx  A cos  cos t Ex  A cos  cos tE y  A sin  cos t E y  A sin  cos t    CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Ánh sáng phân cực• Gọi  là góc hợp bởi mặt phẳng dao động của ánh sáng phân cực phẳng và trục ngang Ox.• Sau khi ánh sáng qua bản đồng bộ pha (phase plate). Ex  A cos  cos t Ey  A sin  cos t    Với H  Asin  , K  A cos• Khử t , ta được kết quả : x2 2 xy cos  y2    sin 2  A cos  A sin  cos  A sin  2 2 2 2 2 x 2 2 xy cos  y 2 2   2  sin 2  H HK K CƠ SỞ LÝ THUYẾT1. Ánh sáng phân cực x 2 2 xy cos  y 2    sin 2 Nhận xét H 2 HK K 2 y K•  0  : Ánh sáng phân cực phẳng x H y K•      : Mặt phẳng dao động bị quay x Hmột góc 2 quanh trục Ox  Bản nửa sóng •   x 2 y 2 : Ánh sáng phân cực elip. 2  2  1 2 H K(Bản ¼ sóng)  A2    x2  y 2  : Ánh sáng phân cực tròn 4 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Các tham số Stokes I  H 2  K 2  A2 Q  H  K  A cos   A sin   A cos 2  I cos 2 2 2 2 2 2 2 2U  2 HK cos   A2 sin 2 cos   I sin 2 cos V  2 HK sin   I sin 2 cos - Bốn tham số Stokes : I, Q, U, V CƠ SỞ LÝ THUYẾT2. Các tham số Stokes- Bốn tham số Stokes : I, Q, U, V• Ánh sáng không phân cực : Q = U = V = 0.• Ánh sáng phân cực hoàn toàn ( hay phân cực thẳng ) : I 2  U 2  Q2  V 2• Ánh sáng phân cực một phần : Độ phân cực : 0  P  U 2  Q 2  V 2 1 I I  * Với ánh sáng không phân cực   Cột Stokes : I * Cột Stokes : S   Q  0  U  S    0  V    0  CƠ SỞ LÝ THUYẾT3. Ma trận Mueller Thiết bịInput beam Output beam phân cực S1 S2  I 2   M 11 M 12 M 13 M 14   I1  I 2  M  11 I1  M 12Q1  M 13U1  M14V1   Q2    M 21 M 22 M 23 M 24   Q1  Q2U M  21IM1  M 22 M Q1  M M 23U1M M 24UV1  31 32 33 34 U2V M 31IM  V  2 1  M Q  M U  M  2   1 41 32 M 421 M 4333 1M 44  34V11  V2  M 41 I1  M 42Q1  M 43U1  M 44V1 S2  M .S1 M gọi là ma trận Mueller của thiết bị phân cực. Ma trận Muller của kính phân cực lí tưởng  1 cos 2 sin 2 0  1  cos 2 cos 2 sin 2 2 02  sin 2 sin 2 cos 2 sin 2 2 0    0 0 0 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT3. Ma trận Mueller S1 St ...