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 еліпсу поляризації — азимуту та еліптичності.

Означення

Сфера Пуанкаре

$\mathbf {S} ={\begin{bmatrix}S_{0}\\S_{1}\\S_{2}\\S_{3}\\\end{bmatrix}}$

$S_{0}=I$

$S_{1}=pI\cos \,2\psi \cos \,2\chi$

$S_{2}=pI\sin \,2\psi \cos \,2\chi$

$S_{3}=pI\sin \,2\chi$

Параметри Стокса не є незалежними і завжди має місце нерівність: $:S_{0}\geq {\sqrt {S_{1}^{2}+S_{2}^{2}+S_{3}^{2}}}.$

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

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

Посилання

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