Формализм матриц Джонса

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Многие сложные двулучепреломляющие оптические системы, такие, как широкоугольные оптические модуляторы и интерференционные фильтры, основаны на прохождении света через последовательность поляризаторов и фазовых пластинок. Для расчета таких оптических систем используют формализм матриц Джонса. В этом случае состояние поляризации задается двукомпонентным вектором, а каждый оптический элемент описывается матрицей 2´ 2. Общая матрица полной системы дается перемножением этих матриц, а состояние поляризации распространяющегося света вычисляется как произведение вектора, определяющего поляризацию входного пучка, на общую матрицу.

Свет, распространяющийся в двулучепреломляющих кристаллах, представляет собой линейную суперпозицию двух независимых волн, каждая из которых характеризуется определенной фазовой скоростью и состоянием поляризации. Наиболее часто используются одноосные двулучепреломляющие кристаллы, такие как кальцит и кварц. В одноосных кристаллах независимые волны представляют собой обыкновенную и необыкновенную волны. Направления поляризации этих волн взаимно ортогональны и называются «медленной» и «быстрой» осями кристалла для данного направления распространения.

Рассмотрим фазовую пластинку, посредством которой возможно преобразование одного состояния поляризации светового пучка в любое другое состояние поляризации (рис.1.5).

Состояние поляризации падающего пучка описывается вектором Джонса

, где V_x и V_y – два комплексных числа. Представим световую волну в виде линейной комбинации быстрой и медленной независимых волн кристалла:

где V_s – медленная составляющая вектора поляризации, а V_f – быстрая составляющая. Из-за различия в фазовых скоростях одна составляющая будет задержана относительно другой. Эта задержка изменяет состояние поляризации входящего пучка. Пусть n_s и n_f – показатели преломления медленной и быстрой составляющих соответственно.

Тогда состояние поляризации выходящего пучка в кристалле в sf системе дается выражением:

где l – толщина пластинки, w – частота светового пучка. Фазовая задержка определяется посредством выражения

Пусть f – среднее абсолютное изменение фазы:

. Тогда вектор-столбец (3) можно записать через эти величины следующим образом:

Вектор Джонса состояния поляризации выходящего пучка в системе xy получается с помощью обратного преобразования из кристаллической системы координат sf:

Используя (1.30), (1.33) и (1.34), преобразование, осуществляемое задерживающей пластинкой, можно записать в виде:

где R(y) – матрица поворота, а W₀ – матрица Джонса для задерживающей пластинки, которые определяются соответственно выражениями:

Матица Джонса волновой пластинки является унитарной [4].