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偏振测量

偏振测量是一种测量并呈现横波偏振的方法,尤其是用于电磁波。典型的偏振测量是通过分析目标材料所透过、反射、折射乃至衍射的电磁波来描述该物体的种种特性。

偏振测量是一种测量并呈现横波偏振的方法,尤其是用于电磁波。典型的偏振测量是通过分析目标材料所透过、反射、折射乃至衍射的电磁波来描述该物体的种种特性。 [1]

偏振(polarization)指的是横波能够朝着不同方向振荡的性质。例如电磁波、引力波都会展示出偏振现象。纵波则不会展示出偏振现象,例如传播于气体或液体的声波,其只会朝着传播方向振荡。如右图所示,紧拉的细线可以展示出线偏振现象与圆偏振现象。

电磁波的电场与磁场彼此相互垂直。按照常规,电磁波的偏振方向指的是电场的偏振方向。在自由空间里,电磁波是以横波方式传播,即电场与磁场又都垂直于电磁波的传播方向。理论而言,只要垂直于传播方向的方向,振荡的电场可以呈任意方向。假若电场的振荡只朝着单独一个方向,则称此为“线偏振”或“平面偏振”;假若电场的振荡方向是以电磁波的波频率进行旋转动作,并且电场矢量的矢端随着时间流意勾绘出圆型,则称此为“圆偏振”;假若勾绘出椭圆型,则称此为“椭圆偏振”;对于这两个案例,又可按照在任意位置朝着源头望去,电场随时间流易而旋转的顺时针方向、逆时针方向,将圆偏振细分为“右旋圆偏振”、“左旋圆偏振”,将椭圆偏振细分为“右旋椭圆偏振”、“左旋椭圆偏振”;这性质称为手征性。

光波是一种电磁波。很多常见的光学物质都具有各向同性,例如玻璃。这些物质会维持波的偏振态不变,不会因偏振态的不同而展现出不同的物理行为。可是,有些重要的双折射物质或光学活性物质具有各向异性。因此,偏振方向的不同,波的传播状况也不同,或者,波的偏振方向会被改变。起偏器是一种光学滤波器,只能让朝着某特定方向偏振的光波通过,因此,可以将非偏振光变为偏振光。

在涉及到横波传播的科学领域,例如光学、地震学、无线电学、微波学等等,偏振是很重要的参数。激光、光纤通信、无线通信、雷达等等应用科技,都需要完善处理偏振问题。

极化的英文原文也是“polarization”,在英文文献里,偏振与极化两个术语通用,都是使用同一个词汇来表达,只有在中文文献里,才有不同的用法。一般来说,偏振指的是任何波动朝着某特定方向振荡的性质,而极化指的是各个带电粒子因正负电荷在空间里分离而产生的现象。 [2]

偏振计是实验室用来测量平面偏振光通过一个样品材料时光学旋转角度的设备一个典型的偏振计包含一个光源、偏振镜、样品夹具和某种形式的观测者和装置。许多材料的偏振光偏振面转动取决于波长和温度,所以偏振计通常有方法控制这些。 [2]

椭圆偏振技术,常用于薄膜或平面的偏振测量。

遥感技术,用于行星科学和气象雷达。 [3]

偏振计


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