Muellermatriiseja

Muellermatriiseja ovat 4x4 real matriisit, jotka kuvaavat polarisaatio-ominaisuuksien lineaarisia transformatioita valon Stokes-vektoriin. Stokes-vektori S = (I, Q, U, V)^T sisältää kokonaisintensiteetin I sekä polarisoinnin Q, U ja V -komponentit. Kun valo läpäisee optisen elementin, sen Stokes-vektori muuttuu S' = M S, missä M on kyseisen elementin mueller-matriisi.

Mueller-matriiseja voidaan johtaa Jones-kalkylistä, ja ne kattavat sekä täysin polarisoidun että osittain polarisoituneen valon käsittelyn. Depolarisoivat elementit voivat muuttaa tilan siten, että I' sekä muut komponentit voivat muuttua tavalla, joka ei ole pelkästään kiertymän ja vaihe-eron seurausta. Yleisesti M on 4x4-reaalinen matriisi, jonka fyysinen toteutettavuus riippuu siitä, ettei muodostu epärealistisia tai ei-integroituvia tiloja; kaikki 4x4-matriisit eivät ole fyysisesti toteutettavia mueller-matriiseja.

Käyttökohteita ovat polarimetria, ellipsometria, materiaalitutkimus sekä biolääketieteellinen optiikka ja kauko-optiikka. Muellermatriiseja käytetään mittaamaan laitteen polarisointivaikutusta ja erottamaan depolarisaatio sekä muut polarisointimuutokset. Esimerkkinä lineaarinen polarisoija orientaatiossa θ voidaan esittää mueller-matriisina M_p(θ), joka antaa tuloksen S' = M_p(θ) S. Ideaalinen retarderin matriisi voidaan puolestaan määritellä vastaavasti, kun halutaan tietää vain kohtisuorien vaihe-erot.