Polarisasjonstilstander

Polarisasjonstilstander refererer til de mulige orienteringene og faseforholdene til elektromagnetiske felt i en bølge når den beveger seg. For lys beskriver de hvordan den elektriske feltkomponenten svinger i et plan vinkelrett på retningen av framdrift.

I klassisk optikk kan lys være lineær, sirkulær eller elliptisk polarisert. Polarisasjonstilstander kan beskrives med Jones-kalkulus for fullstendig polarisert lys eller med Stokes-parametere for delvis polarisert lys. Poincaré-sfæren gir en geometrisk representasjon av polarisasjonen.

I kvanteoptikk er polarisasjonen til fotoner et to-nivå-system. Tilstandsbasen kan ofte velges som horisontal og vertikal polarisasjon, eller venstre og høyresirkulær polarisasjon. Polarisasjon kan være entangled med andre kvanteparametre og måles ved polarisatorer og interferometre.

Graden av polarisasjon (DoP) angir hvor rent polarisasjonen er. Koherens mellom komponenter avgjør om tilstanden er fullt polarisert, delvis polarisert eller upolarisert. DoP og polarisasjonsvinkler beskrives ofte ved Stokes-parametere.

Manipulering og måling skjer med polarisatorer, retarderende lag og optiske fibre. Birefringente materialer kan endre polarisasjonen, og stabilitet i polarisasjonen er viktig i mange tekniske systemer.

Anvendelser spenner fra optisk kommunikasjon og bildebehandling til kvanteinformasjon og materialforskning. I materialfysikk kan polarisasjonstilstander også referere til orienteringen av spontan polarisasjon i ferroelectriske materialer og domener.

Se også: Stokes-parametere, Jones-kalkulus, Poincaré-sfæren.