Bài thuyết trình Phương pháp mô phỏng trong quang – quang phổ: Phương pháp ma trận trong quang học về sự phân cực

Bài thuyết trình Phương pháp mô phỏng trong quang – quang phổ: Phương pháp ma trận trong quang học về sự phân cực bao gồm những nội dung về ánh sáng phân cực, sử dụng cột stokes và ma trận mueller trong quang học về sự phân cực.

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG SEMINAR MÔN HỌC: PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG TRONG QUANG – QUANG PHỔ Phƣơng pháp ma trận Quang học phân cực HVTH: PHAN TRUNG VĨNH HUỲNH MINH TRÍ ÁNH SÁNG PHÂN CỰC Vector cƣờng độ điện trƣờng E dao động theo phƣơng Giải thích: Nguồn sáng gồm nhiều nguyên tử Ánh sáng tự nhiên không phân cực Ánh sáng phân cực Môi trƣờng bất đẳng hƣớng mặt quang học Mặt phẳng dao động (Mặt phẳng truyền Pass Plane) Mặt phẳng phân cực (Polarization Plane) Ánh sáng có vector cường độ điện trường dao động theo phương xác định gọi ánh sáng phân cực thẳng hay ánh sáng phân cực toàn phần Ánh sáng phân cực phần (Partially Polarized Light) có vector cường độ điện trường dao động theo phương có phương dao động mạnh, có phương dao động yếu 2 SỬ DỤNG CỘT STOKES VÀ MA TRẬN MUELLER TRONG QUANG HỌC VỀ SỰ PHÂN CỰC Khảo sát sóng phẳng tần số góc ω lan truyền với vận tốc c theo hƣớng trục Oz Biểu thức vector cƣờng độ điện trƣờng theo phƣơng x phƣơng y: Ex H cos t z c Ey K cos t z c x y Với: H, K: biên độ vector cƣờng độ điện trƣờng theo phƣơng x, y φx , φy : độ lệch pha điện trƣờng theo phƣơng x, y Trạng thái phân cực chùm sáng lan truyền đƣợc đặc trƣng cột Stokes (Ma trận 4x1): Với: Ánh sáng không S I Q U V Trong đó: I = A2 Q = A2cos2θ = Icđcos2θ U = A2sin2θcosΔ = Icđsin2θcosΔ V = Icđsin2θsinΔ A = (H2 + K2)1/2: biên độ vector cƣờng độ điện trƣờng Icđ = A2: cƣờng độ chùm sáng θ: góc hợp mặt phẳng dao động (hay mp truyền) & trục x Δ = φy - φx phân cực S I 0 Gọi I1, Q1, U1, V1 thông số Stokes chùm tia trƣớc vào thiết bị quang học I 2, Q2, U2, V2 thông số Stokes chùm tia sau rời khỏi thiết bị, có hệ phƣơng trình liên hệ nhƣ sau: I2 = M11 I1 + M12 Q1 + M13 U1 + M14 V1 Q2 = M21 I1 + M22 Q1 + M23 U1 + M24 V1 U2 = M31 I1 + M32 Q1 + M33 U1 + M34 V1 V2 = M41 I1 + M42 Q1 + M43 U1 + M44 V1 Biểu diễn dƣới dạng ma trận: I2 Q2 U2 V2 S2 M 11 M 21 M 12 M 22 M 13 M 23 M 31 M 41 M 32 M 42 M 33 M 43 M M 14 I1 M 24 Q1 M 34 U1 M 44 V1 S1 Ma trận M (4x4) đƣợc gọi ma trận Mueller, đặc trƣng cho thiết bị quang học Bảng 3: (Trang 126) Ma trận Mueller cho kính phân cực tuyến tính lý tƣởng, kính cản tuyến tính (retarder), quay trục kính cản TYPE OF DEVICE Ideal linear polarizer at angle θ Quarter-wave linear retarder with fast axis at angle θ 1 C2 S2 Linear retarder with retardation δ and with fast axis at angle θ S2 C22 C2 S C2 S S 22 0 0 C22 C2 S Half-wave linear retarder with fast axis at angle θ C2 0 C2 S S 22 S2 C2 S2 C2 0 S4 0 S4 0 C4 0 C22 S 22 C2 S S2 cos sin 0 C4 0 C2 ; S2 ; C4 cos S4 s C2 S S 22 C22 C2 S2 C2 ; cos sin ... cường độ điện trường dao động theo phương có phương dao động mạnh, có phương dao động yếu 2 SỬ DỤNG CỘT STOKES VÀ MA TRẬN MUELLER TRONG QUANG HỌC VỀ SỰ PHÂN CỰC Khảo sát sóng phẳng tần số góc... Mặt phẳng phân cực (Polarization Plane) Ánh sáng có vector cường độ điện trường dao động theo phương xác định gọi ánh sáng phân cực thẳng hay ánh sáng phân cực toàn phần Ánh sáng phân cực phần... PHÂN CỰC Vector cƣờng độ điện trƣờng E dao động theo phƣơng Giải thích: Nguồn sáng gồm nhiều nguyên tử Ánh sáng tự nhiên không phân cực Ánh sáng phân cực Môi trƣờng bất đẳng hƣớng mặt quang học