Tiểu luận Phương pháp ma trận trong quang học về sự phân cực

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.94 MB, 6 trang )

Phƣơng pháp ma trận trong
Quang học về sự phân cực
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG
SEMINAR MÔN HỌC: PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG TRONG QUANG – QUANG PHỔ

GVHD: TS. LÊ VŨ TUẤN HÙNG
HVTH: PHAN TRUNG VĨNH
HUỲNH MINH TRÍ
1. ÁNH SÁNG PHÂN CỰC
Vector cƣờng độ điện trƣờng
E dao động theo mọi phƣơng.
Giải thích:

Nguồn sáng gồm nhiều
nguyên tử

Ánh sáng tự nhiên
không phân cực
Môi trƣờng bất đẳng hƣớng
về mặt quang học
Ánh sáng phân cực
Ánh sáng có vector cường
độ điện trường chỉ dao động
theo một phương xác định
gọi là ánh sáng phân cực
thẳng hay ánh sáng phân
cực toàn phần
Mặt phẳng dao động
(Mặt phẳng truyền -
Pass Plane)

Mặt phẳng phân cực
(Polarization Plane)
Ánh sáng phân cực
một phần (Partially
Polarized Light) có
vector cường độ điện
trường dao động theo
mọi phương nhưng
có phương dao động
mạnh, có phương dao
động yếu.
2. SỬ DỤNG CỘT STOKES VÀ MA TRẬN MUELLER
TRONG QUANG HỌC VỀ SỰ PHÂN CỰC
Trạng thái phân cực của một chùm sáng lan truyền đƣợc đặc
trƣng bởi cột Stokes (Ma trận 4x1):













V
U

Q
I
S
Trong đó:
I = A
2

Q = A
2
cos2θ = I
cđ
cos2θ
U = A
2
sin2θcosΔ = I
cđ
sin2θcosΔ
V = I
cđ
sin2θsinΔ
Với:
A = (H
2
+ K
2
)
1/2
: biên độ của
vector cƣờng độ điện trƣờng
I

cđ
= A
2
: cƣờng độ của
chùm sáng
θ: góc hợp giữa mặt phẳng dao
động (hay mp truyền) & trục x
Δ =
φ
y
- φ
x

Khảo sát một sóng phẳng tần số góc ω lan truyền với vận tốc c
theo hƣớng trục Oz. Biểu thức vector cƣờng độ điện trƣờng theo
phƣơng x và phƣơng y:





























yy
xx
c
z
tKE
c
z
tHE


cos
cos
Với:
H, K: biên độ của vector
cƣờng độ điện trƣờng
theo phƣơng x, y

φ
x
, φ
y
: độ lệch pha của
điện trƣờng theo phƣơng
x, y
Ánh sáng không
phân cực













0
0
0
I
S
Gọi I
1
, Q

1
, U
1
, V
1
là các thông số Stokes của chùm tia
trƣớc khi đi vào thiết bị quang học và I
2
, Q
2
, U
2
, V
2
là các
thông số Stokes của chùm tia sau khi rời khỏi thiết bị, chúng
ta có hệ phƣơng trình liên hệ nhƣ sau:
I
2
= M
11
I
1
+ M
12
Q
1
+ M
13
U

1
+ M
14
V
1

Q
2
= M
21
I
1
+ M
22
Q
1
+ M
23
U
1
+ M
24
V
1

U
2
= M
31
I

1
+ M
32
Q
1
+ M
33
U
1
+ M
34
V
1

V
2
= M
41
I
1
+ M
42
Q
1
+ M
43
U
1
+ M
44

V
1

Biểu diễn dƣới dạng ma trận:






































1
1
1
1
44434241
34333231
24232221
14131211
2
2
2
2
V
U
Q
I
MMMM
MMMM
MMMM

MMMM
V
U
Q
I
M S
2
S
1

Ma trận M (4x4) đƣợc
gọi là ma trận Mueller, là
đặc trƣng cho từng thiết
bị quang học.
Bảng 3: (Trang 126) Ma trận Mueller cho kính phân cực tuyến tính lý tƣởng,
kính cản tuyến tính (retarder), sự quay của trục và kính cản
TYPE OF DEVICE

Ideal linear polarizer at angle θ

Quarter-wave linear retarder
with fast axis at angle θ

Half-wave linear retarder
with fast axis at angle θ

Linear retarder with retardation
δ and with fast axis at angle θ
 
 