いまさらきけない光学計算第6回:偏光を計算するために

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0: 偏光のおさらい

今回のテーマは「偏光の計算」です。偏る光、と書いて偏光ですが、光の何が偏るのでしょうか?光を波として考えてみると、その答えが見えてきます。 波を表すには、振幅と位相の2つが必要です。ここで「振幅」とは「電場の振動の振れ幅」を指し、「位相」とは「電場の振動周期のどのフェーズにあるか」、を指します。これら振幅と位相の2つの要素のうち、振幅の偏りに着目して記述する光のことを偏光と呼びます。
実際には、ある特定の方向のみに電場が振動する光や、円を描くように振る舞う光、挙動に全く特徴がない光まで様々な性質の光が存在します。
このような光の性質は、ジョーンズベクトル、ストークスパラメータといったベクトルで表現します。しかし一体「ジョーンズベクトル」「ストークスパラメータ」とは何なのでしょうか?
これから、ジョーンズベクトル、ストークスパラメータを導出してみたいと思います。その前に、まずは波の基本、「重ね合わせの原理」のおさらいから。

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