Polarizacija valovanja
Polarizácija valovánja opisuje smer nihanja količine, ki valuje. Smiselno jo je vpeljati le pri transverzalnih valovanjih, pri katerih je nihanje pravokotno na smer širjenja valovanja. Najpogosteje se polarizacija vpelje pri elektromagnetnem valovanju (na primer vidni svetlobi), pri katerem električno in magnetno polje nihata pravokotno drugo na drugo, in hkrati pravokotno na smer širjenja valovanja. Pri elektromagnetnem valovanju je smer polarizacije po dogovoru enaka smeri nihanja jakosti elektičnega polja. Če nihanje poteka le v eni smeri, je val linearno polarizirian, če pa se s širjenjem vala nihanje suče, je valovanje krožno ali eliptično polarizirano.  V primeru, da se smer nihanja spreminja tako hitro, da se ne da določiti smeri polarizacije, je val nepolariziran.

Običajne optične snovi (na primer steklo) so izotropni in polarizacijo ohranjajo. Obstajajo pa tudi optično aktivne ali dvolomne snovi. Prve pri prehodu svetlobe skozi snov polarizacijo sučejo, pri drugih pa polarizacija vpliva na smer širjenja žarka skozi snov.

Opis polarizacije

Osnovni tipi polarizacije
linearna polarizacija: smer polarizacije je konstantna in vektor jakosti električnega polja ne spreminja svoje smeri.
krožna polarizacija: vektor električnega polja opisuje krožnico. Krožna polarizacija se nadalje deli na levo- in desnosučno krožno polarizacijo.
eliptična polarizacija: vektor električnega polja opisuje elipso. Linearna in krožna polarizacija sta samo posebna primera eliptične polarizacije.

Polarizacija ravnega vala

Naj se elektromagnetni val širi v smeri . Vektorja električnega, E, in magnetnega polja, H, ležita v ravnini , ki je pravokotna na os . E in H se zapišeta kot 
     in     .

Tu so  amplitude električnega in magnetnega polja v  in  smeri. S  je označen valovni vektor in z  krožna frekvenca.

Komponenti  in  sta

, 
kjer je

in skupna amplituda električnega polja
.
Tak val je linearno polariziran pod kotom   glede na os  .

Eliptična polarizacija in polarizacijska elipsa
V splošnem se vektor jakosti električnega polja E zapiše kot

ali po posameznih komponentah

Zapis realnega dela eksponenta

Komponenti  in  nihata z isto frekvenco , a se razlikujeta v fazi. Iz zgornje enačbe sledi
,

pri čemer je  .To je enačba elipse, zasukane za kot  glede na os . Za kot  velja
.

Z upoštevanjem izraza za kot  se polosi elipse zapišeta kot

in val kot 
.

Mejna primera eliptične polarizacije sta linearna in krožna polarizacija.

Linearna in krožna polarizacija

Naj bo  ali . Enačba  elipse se preoblikuje v
.
To ni več enačba elipse, temveč enačba premice z naklonom . Električno polje E v tem primeru niha v smeri, določeni z  in 
.

V drugem mejnem primeru je  in . Iz enačbe elipse sledi
.
To je enačba krožnice. Eliptična polarizacija pri teh pogojih zavzame mejno vrednost krožne polarizacije. Vektor električnega polja je

Zapis polarizacije z Jonesovimi vektorji
Vse informacije o polarizaciji elektromagnetnega vala so vsebovane v njegovi amplitudi in fazi. Val, ki potuje v smeri  , se zapiše kot
.

Pripadajoč Jonesov vektor

opiše amplitudi in fazi v smereh  in . Vsota kvadratov absolutnih vrednosti obeh komponent je sorazmerna svetlobni intenziteti. Navadno se uporablja Jonesovo matriko v normalizirani obliki. Nekaj zgledov Jonesovih vektorjev je zbranih v naslednji tabeli:

Polarizacija naravne svetlobe
Naravna svetloba je nepolarizirana, saj nastane valovanje iz velikega števila naključnih atomskih sipalcev. Ti izsevajo valovni paket v času reda  s. Vsi izsevani paketi z enako frekvenco tvorijo polariziran val, ki pa traja le toliko, dokler se ne izseva nov paket. Izsevana svetloba je tako skupek vseh možnih valovnih paketov, ki so popolnoma nepredvidljivi.

Literatura in viri

 Fundamentals of photonics, 2nd edition, Saleh & Teich, Wiley, 2007, ISBN 978-0-471-35832-9.
 Modern optics, Guenther, Wiley, 1990, ISBN 0-471-60538-7.
 Optics, 4th edition, Hecht, Pearson, 2002, ISBN 0-321-18878-0.

 
Elektromagnetno valovanje
Osnovni fizikalni koncepti
Polarizácija valovánja opisuje smer nihanja količine , ki valuje . Smiselno jo je vpeljati le pri transverzalnih valovanjih , pri katerih je nihanje pravokotno na smer širjenja valovanja . Najpogosteje se polarizacija vpelje pri elektromagnetnem valovanju ( na primer vidni svetlobi ) , pri katerem električno in magnetno polje nihata pravokotno drugo na drugo , in hkrati pravokotno na smer širjenja valovanja . Pri elektromagnetnem valovanju je smer polarizacije po dogovoru enaka smeri nihanja jakosti elektičnega polja . Če nihanje poteka le v eni smeri , je val linearno polarizirian , če pa se s širjenjem vala nihanje suče , je valovanje krožno ali eliptično polarizirano . V primeru , da se smer nihanja spreminja tako hitro , da se ne da določiti smeri polarizacije , je val nepolariziran . Običajne optične snovi ( na primer steklo ) so izotropni in polarizacijo ohranjajo . Obstajajo pa tudi optično aktivne ali dvolomne snovi . Prve pri prehodu svetlobe skozi snov polarizacijo sučejo , pri drugih pa polarizacija vpliva na smer širjenja žarka skozi snov . Opis polarizacije Osnovni tipi polarizacije linearna polarizacija : smer polarizacije je konstantna in vektor jakosti električnega polja ne spreminja svoje smeri . krožna polarizacija : vektor električnega polja opisuje krožnico . Krožna polarizacija se nadalje deli na levo - in desnosučno krožno polarizacijo . eliptična polarizacija : vektor električnega polja opisuje elipso . Linearna in krožna polarizacija sta samo posebna primera eliptične polarizacije . Polarizacija ravnega vala Naj se elektromagnetni val širi v smeri \ . Vektorja električnega , E , in magnetnega polja , H , ležita v ravnini , ki je pravokotna na os \ . E in H se zapišeta kot in \ . Tu so amplitude električnega in magnetnega polja v in smeri . S je označen valovni vektor in z krožna frekvenca . Komponenti in sta kjer je in skupna amplituda električnega polja . Tak val je linearno polariziran pod kotom glede na os \ . Eliptična polarizacija in polarizacijska elipsa V splošnem se vektor jakosti električnega polja E zapiše kot ali po posameznih komponentah Zapis realnega dela eksponenta Komponenti in nihata z isto frekvenco , a se razlikujeta v fazi . Iz zgornje enačbe sledi pri čemer je \ . To je enačba elipse , zasukane za kot glede na os \ . Za kot velja . Z upoštevanjem izraza za kot se polosi elipse zapišeta kot in val kot . Mejna primera eliptične polarizacije sta linearna in krožna polarizacija . Linearna in krožna polarizacija Naj bo ali \ . Enačba elipse se preoblikuje v . To ni več enačba elipse , temveč enačba premice z naklonom \ . Električno polje E v tem primeru niha v smeri , določeni z in . V drugem mejnem primeru je in \ . Iz enačbe elipse sledi . To je enačba krožnice . Eliptična polarizacija pri teh pogojih zavzame mejno vrednost krožne polarizacije . Vektor električnega polja je Zapis polarizacije z Jonesovimi vektorji Vse informacije o polarizaciji elektromagnetnega vala so vsebovane v njegovi amplitudi in fazi . Val , ki potuje v smeri , se zapiše kot . Pripadajoč Jonesov vektor opiše amplitudi in fazi v smereh in \ . Vsota kvadratov absolutnih vrednosti obeh komponent je sorazmerna svetlobni intenziteti . Navadno se uporablja Jonesovo matriko v normalizirani obliki . Nekaj zgledov Jonesovih vektorjev je zbranih v naslednji tabeli : Polarizacija naravne svetlobe Naravna svetloba je nepolarizirana , saj nastane valovanje iz velikega števila naključnih atomskih sipalcev . Ti izsevajo valovni paket v času reda s. Vsi izsevani paketi z enako frekvenco tvorijo polariziran val , ki pa traja le toliko , dokler se ne izseva nov paket . Izsevana svetloba je tako skupek vseh možnih valovnih paketov , ki so popolnoma nepredvidljivi . Literatura in viri Fundamentals of photonics ,d edition , Saleh & Teich , Wiley , ISBN471- 35832 - 9. Modern optics , Guenther , Wiley , ISBN60538 - 7. Optics ,h edition , Hecht , Pearson , ISBN18878 - 0. Elektromagnetno valovanje Osnovni fizikalni koncepti