polarisointikuvauksia

Polarisointikuvaukset käsittelevät valon polarisointitilaa, eli sitä, miten sähkö- ja magneettikentät värähtelevät valon etenemissuuntaan nähden. Polarisointi vaikuttaa sekä valon vuorovaikutuksiin materiaaleissa että sen havaitsemiseen läpäisyn, heijastumisen ja interferenssin kautta. Polarisoinnin kuvaamiseen käytetään sekä laadullisia että määrällisiä menetelmiä, riippuen siitä, mitä ominaisuuksia halutaan tarkastella.

Lineaarinen polarisaatio tarkoittaa tilaa, jossa sähkökentän värähtely tapahtuu yhdessä tasossa. Elliptinen polarisaatio muodostuu kahdesta komponentista, joilla on erisuuruinen amplitudi ja vaihe-ero. Pyöreä polarisaatio on erityinen elliptisen polarisaation tapaus, jossa komponenttien amplitudit ovat yhtä suuria ja vaihe-ero on noin 90 astetta. Yleisen tilan voi kuvata ellipsein muotoisena, jonka pääakselit ja ellipsin kulmat määritellään tilan ominaisuuksien mukaan, esimerkiksi kulmilla ψ ja χ.

Matemaattisesti polarisointia käsitellään usealla tavalla. Jones-kalkulus soveltuu täysin polarisoidulle valolle ja mahdollistaa tilan evoluution laskemisen kohde-objekteissa. Osittain polarisoidun valon kuvaamiseen käytetään Stokes-parametreja, joilla voidaan määrittää polarisaation aste (DoP) sekä erilaisten tilojen muuttuminen optisissa elementeissä. Eri mittaus- ja analyysimenetelmät mahdollistavat polarisaation tilan määrittämisen sekä yksittäisten komponenttien että koko järjestelmän tasolla.

Mittaustekniikoihin kuuluvat polarisaattorit, analysoijat sekä polarisointia mittaavat laitteet kuten ellipsometrit. Polarisointikuvaukset ovat keskeisiä esimerkiksi nestekidenäyttöjen, optisen viestinnän sekä materiaali- ja stressitutkimuksen (photoelasticity) yhteydessä, sillä ne paljastavat, kuinka valo kääntyy, kiertyy tai hajoaa materiaalin vaikutuksesta.

Lyhyesti polarisointikuvaukset tarjoavat keinoja ymmärtää ja kuvata valon vuorovaikutuksia sekä tukea suunnittelua optisissa järjestelmissä ja mittaussovelluksissa.