光的偏振态分析matlab分析

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1、光的偏振态的仿真一、课程设计目的通过对两相互垂直偏振态的合成1.掌握圆偏振、椭圆偏振及线偏振的概念及基木特性；2.掌握偏振态的分析方法。二、任务与要求对两相互垂直偏振态的合成进行计算，绘出电场的轨迹。要求计算在^0、^=疋/4、（p=/r/2y（p=3啦、听丌、^=5疋/4、^=3兀/2、^=7疋/4时，在fx=fy及fx=2fy情况下的偏振态曲线并总结规律。三、课程设计原理平而光波是横电磁波，其光场矢量的振动方向与光波传播方向垂直。一般情况卜*,在睡直平面光波传播方向的平面内，光场振动方向相对光传播方向是不对称的，光波性质随光场振动方向的不同而发生变化

2、。将这种光振动方向相对光传播方向不对称的性质，称为光波的偏振特性。它是横波区别于纵波的最明显标志。1）光波的偏振态根据空间任一点光电场f的矢量末端在不同时刻的轨迹不同，其偏振态可分为线偏振、［Si偏振和椭［Si偏振。设光波沿z方向传播，电场矢量为£=£0cos（6yz-kz+识（））为表征该光波的偏振特性，可将其表示为沿X、/方向振动的两个独立分量的线性组合，即E=iEx+jEy其中Ex=EGxcos权-kz+（p'、£）,=£（）、.cos鉍-々z+巧）将上二式中的变量t消去，经过运算可得式屮，（p=cpy，。这个二元二次方程在一般情况下表示的几何图形

3、是椭圆，如图1-1所示。yy2£0y2£似阁1-1椭圆偏振诸参fi在上式中，相位差(P和振幅比fy/fx的不同，决定了椭圆形状和空间取A的不同，从而也就决定了光的不同偏振状态。实际上，线偏振态和閻偏振态都可以被认为是椭圆偏振态的特殊情况。(1)线偏振光当fx、fy二分量的相位差

4、在同一平面内，因此乂叫做平面偏振光。通常将乜含光矢量和传播方向的平面称为振动面。(2)圆偏振光当fx、fy的振幅相等(fox=foy=fo),相位差

5、的光矢量末端分布在具有椭圆截面的螺线上(图1-3)。椭圆的长、短半轴和取向与二分量fx、心的振幅和相位差有关。其旋向取决于相位差当2mn<(p<(2m+l)R时，为右旋椭岡偏振光；当(2rn-l)n<

6、的不同，从而决定了光的不同偏振状态。如上图取得是Ex=2Ey的不同相位吋的偏振合成，当二者的相位差V=m(m=0，±1，±2，…)时合成力线偏振光，即第一幅图和第五幅图力线偏振光的阁像，可以看出合成阁为一条线。而椭圆的长、短半轴和取向与二分量Ex、Ey的振幅和和位差有关，其旋向取决于相位差V:当2mJi<¥<(2m+l)JT吋，为右旋椭圆偏振光；(2m-l)Tf

7、发现只要和位差叫=0^11/2(01=±1,±3,±5,…)时，偏振合成为圆偏振光。此时改变V值仿真结果会岀现线偏振，圆偏振和椭圆偏振的合成图像。六、仿真小结程序中的函数：1、subplot和plot函数，前者是在同一阁而上建立各个子阁，后者是确定子图的三维或者二维的表示形式。2、inspace(xl,x2,N),功能：linspace是Matlab中的均分计算指令，用于产生xl，x2之间的N点行线性的矢量。其中xl、x2、N分别为起始值、终止值、元素个数。若默认N,默认点数为100。本次实验自己收获的知识点：1、光的偏振特性：根据空间任一点光电场的末端

8、矢量在不同吋刻的轨迹不同，可将其偏振状态分为椭圆偏振光、圆偏振光和线偏振光；其次