Polarisationstypen

Polarisationstypen bezeichnen die Art der Polarisationszustände elektromagnetischer Wellen, insbesondere des Lichts. Die Polarisation beschreibt die Orientierung und die zeitliche Veränderung der elektrischen Feldkomponente E und ist ein wichtiger Charakteristikum der Ausbreitung von Licht durch Materie, Oberflächen und Materialien.

Lineare Polarisation: Bei linearer Polarisation schwingt der E-Vektor in einer festen Ebene. Die Orientierung dieser Ebene wird durch den Azimuth beschrieben. Ein idealer Linearpolarisator lässt nur eine Komponente des E-Feldes durch. Die ausgangsintensität folgt dem Malus-Gesetz I_out = I_in cos^2 θ, wobei θ der Winkel zwischen Polarisationsebene und der Transmissionsachse des Polarisators ist.

Zirkulare Polarisation: Bei zirkularer Polarisation rotieren die Werte des E-Feldes mit konstanter Amplitude um die Richtung der Ausbreitung. Rechts- oder linkszirkulare Polarisation entsteht durch phasenverschobene orthogonale Komponenten um 90 Grad. Sie lässt sich oft durch eine Kombination aus einem Quarter-Wave-Plate und einem Linearpolarizer erzeugen oder analysieren.

Elliptische Polarisation: Allgemeiner Fall ist elliptische Polarisation, bei der E eine Ellipse beschreibt. Linear- und zirkulare Polarisation sind Spezialfälle. Elliptische Polarisation lässt sich mittels Jones-Vektor oder Stokes-Parametern darstellen und analysieren.

Unpolarisiert und teilweise polarisiert: Lichtquellen sind häufig teils polarisiert oder unpolarisiert, das bedeutet, dass die Orientierung der E-Felder zeitlich gemittelt kein festes Muster ergibt. Die Gradpolarisation (DoP) liegt zwischen 0 und 1.

Darstellung und Messung: Jones-Formalismus eignet sich für vollständig polarisiertes Licht, Stokes-Parameter ermöglichen die Beschreibung auch teils polarisierter Strahlung. Polarisationstypen finden Anwendung in der Optik, Bildgebung, Kommunikation, Meteorologie und Astronomie.