1.2.1 三角函数表示法

如图1.11所示,坐标系(x'Oy')与(xOy)的转换矩阵为

img

(1.9)

img

图1.11 椭圆偏振光各参数间的关系

而电场矢量在这两个坐标系之间的相互关系为

img

(1.10)

设2a和2b分别为椭圆的长轴和短轴,则(x'Oy')坐标系中椭圆的参量方程为

img

(1.11)

式中,正、负号分别对应于右旋和左旋椭圆偏振光。显然,由比值img和角度img两参量就可确定椭圆的外形及其在空间的取向,因此它们是椭圆偏振光的两个基本参量,同时也是实际工作中可以直接测量的两个量。下面再求它们和img及其相位差img的关系。为此,利用式(1.11)与式(1.10)的等价性可得

img

(1.12)

img

(1.13)

img

(1.14)

img

(1.15)

式(1.12)和式(1.13)平方相加,式(1.14)和式(1.15)平方相加,可得

img

(1.16)

img

(1.17)

所以

img

(1.18)

式(1.12)和式(1.14)相乘,式(1.13)和式(1.15)相乘,然后把两乘积相加,可得

img

(1.19)

式(1.12)和式(1.14)相除,式(1.13)和式(1.15)相除,可得

img

(1.20)

式(1.20)交叉相乘,则可求出img的表达式:

img

(1.21)

在实际测量中,比值img较之img更为有用,且在计算上也更方便,故令

img

(1.22)

于是式(1.21)可简化成

img

(1.23)

而由式(1.18)、式(1.19)可得

img

(1.24)

img

式中,正、负号分别表示椭圆是右旋还是左旋,于是式(1.24)可改写成

img

(1.25)

由此可见,若测出img的实际值,则两偏振光的振幅img及其相位差δ就可由下面的等式求出。

img
img
img
img

(1.26)