Вектор Стокса

Ве́ктор Сто́кса — вектор-стовпчик складений з чотирьох параметрів Стокса, що описують стан поляризації світла.

Параметри Стокса було введено 1852 року Джорджем Габріелем Стоксом як математично зручну альтернативу до опису стану поляризації частково поляризованого світла в термінах повної інтенсивності S, ступеня поляризації p та параметрів еліпса поляризації — азимуту та еліптичності.

Означення

Сфера Пуанкаре

$𝐒=\left[\begin{array}{c}{S}_0\\ S_1\\ S_2\\ S_3\end{array}\right]$

$S_0=I$

$S_1=pI\cos 2\psi \cos 2\chi$

$S_2=pI\sin 2\psi \cos 2\chi$

$S_3=pI\sin 2\chi$

Параметри Стокса не є незалежними й завжди є нерівність:

$S_0\ge \sqrt{S_1^2+S_2^2+S_3^2}.$

Параметр $S_0$ визначає інтенсивність світла у той час, як решта параметрів відповідають за опис стану поляризації електромагнітної хвилі.

Ступінь поляризації визначається наступним чином:

$p=\frac{\sqrt{S_1^2+S_2^2+S_3^2}}{S_0}$

Зручним наочним представленням стану поляризації світла за допомогою параметрів Стокса є сфера Пуанкаре.

Приклади

Нижче наведено приклади векторів Стокса для різних станів поляризації

$\left(\begin{array}{c}1\\ 1\\ 0\\ 0\end{array}\right)$	Лінійна поляризація(горизонтальна)
$\left(\begin{array}{c}1\\ -1\\ 0\\ 0\end{array}\right)$	Лінійна поляризація(вертикальна)
$\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ 1\\ 0\end{array}\right)$	Лінійна поляризація (+45°)
$\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ -1\\ 0\end{array}\right)$	Лінійна поляризація (-45°)
$\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ 0\\ -1\end{array}\right)$	Лівоциркулярна
$\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ 0\\ 1\end{array}\right)$	Правоциркулярна
$\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right)$	Повністю неполяризоване випромінювання

Посилання

• R.M.A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and polarized light, 4th ed., Elsevier, 1999, ISBN 0444870164