Polarisationsrichtung

Polarisationsrichtung bezeichnet in der Optik die Orientierung des elektrischen Feldstärkevektors E eines elektromagnetischen Wellenabschnitts im Ebenenbereich senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Sie beschreibt, wie sich das Feld zeitlich verändert und ob die Polarisation linear, zirkular oder elliptisch ist. Unpolarisiertes Licht besitzt keine festen Polarisationsrichtungen, während polarisiertes Licht eine definierte Richtung oder Dynamik des Feldes aufweist.

Bei linearer Polarisation oszilliert E in einer festen Ebene entlang einer bestimmten Achse. Der Winkel dieser Achse wird als Polarisationswinkel oder Polarisationsrichtung bezeichnet. Ein Linearpolariser lässt eine Komponente des Feldes nur in seiner Transmissionsrichtung durch; nach Malus’ Gesetz ist die transmitted Intensität proportional zum Quadrat des Kosinus des Winkels zwischen Polarisationsrichtung und Transmissionsachse.

Bei zirkularer Polarisation rotieren die Feldkomponenten phasenverschoben, wodurch E sich mit konstanter Amplitude um die Ausbreitungsrichtung dreht. Elliptische Polarisation generalisiert dies, sodass E eine Ellipse beschreibt. Der Grad der Polarisation kann zwischen vollständig polarisiert und teilweise polarisiert variieren.

Polarisation lässt sich messen und beschreiben durch Polarisationststate, Stokes-Parameter oder Jones-Formalismus. Analysatoren oder Polarisatoren relativieren die Polarisationsrichtung, und durch Messung verschiedener Achsen lassen sich Raumwinkel, Verlustfaktoren und der Grad der Polarisation bestimmen.

Anwendungen finden sich in der Optik, Kommunikation, Lithographie, Bildgebung und Materialforschung. Die Polarisationsrichtung beeinflusst Transmission, Reflexion und Brechungsanomalien, etwa am Brewster-Winkel, sowie den Betrieb von Displays, LCD-Technologien und mehr. In der Funktechnik ist die Ausrichtung der Polarisationsrichtung zwischen Sender und Empfänger entscheidend für die Übertragungseffizienz.