在光學中,可以以瓊斯運算來描述偏振的現象。瓊斯運算是1941年由麻省理工學院的R. C. Jones教授所發明。偏振光的狀態以瓊斯向量表示,而其他線性的光學元件則以瓊斯矩陣表示。當偏振光通過偏振片或是波板時,把原來偏振狀態的瓊斯向量乘以光學元件的瓊斯矩陣,即可運算出新的偏振態。必須要注意瓊斯運算只適用於完全極化的光,如果是部分極化、無極化或不同調則需使用穆勒運算。
偏振態 | 瓊斯向量 |
偏振方向平行x軸的線偏振 | |
偏振方向平行y軸的線偏振 | |
偏振方向與x軸夾45°的線偏振 | |
偏振方向與x軸夾-45°的線偏振 | |
偏振方向與x軸夾的線偏振 | |
右旋圓偏振 | |
左旋圓偏振 | |
以下是常見的偏振片,以瓊斯矩陣的方式表示。
光學元件 | 瓊斯矩陣 |
穿透方向平行x軸的線偏振片 | |
穿透方向平行y軸的線偏振片 | |
穿透方向與x軸夾45°的線偏振片 | |
穿透方向與x軸夾-45°的線偏振片 | |
右旋偏振片 | |
左旋偏振片 | |
穿透方向與x軸夾的線偏振片 | |
以下是常見的波片,以瓊斯矩陣的方式表示,其中是相位延遲的量。
光學元件 | 瓊斯矩陣 |
光軸與x軸平行的波板 | |
光軸與y軸平行的波板 | |
光軸與x軸夾45°的波板 | |
光軸與x軸夾的波板 | |
如果光學元件M相對於本來的座標逆時針旋轉了,則旋轉過後的光學元件M'與M的關係如下:
- ,
- 而 .
- E. Collett, Field Guide to Polarization, SPIE Field Guides vol. FG05, SPIE (2005). ISBN 0-8194-5868-6.
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- Frank L. Pedrotti, S.J. Leno S. Pedrotti, Introduction to Optics, 2nd ed., Prentice Hall (1993). ISBN 0-13-501545-6
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