王燕涛，姜凤贤，焦斌亮

（燕山大学a.里仁学院；b.信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004）

1 引 言

在物理实验中，椭圆偏振光的产生和验证是不可缺少的内容，然而就目前的教材来看，很难将验证偏振光的偏振态量化到具体的数据中，进而直观地判断出来.斯托克斯参量可以全面描述光束的偏振态（完全偏振光、部分偏振光和完全非偏振光），也可以表征单色光或准单色光，已经成为描述光强度和偏振态的重要工具[1－2]，由于在实验上可通过测量光束的光强来确定斯托克斯参量，因此通过确定斯托克斯参量来验证光束的偏振态不失为一种更直观更可靠的方法.

2 偏振光偏振态的斯托克斯参量表示

单色平面光波的各种偏振态可以用斯托克斯参量（S0，S1，S2，S3）来表示，光的电矢量s分量振幅Es和p分量振幅Ep及相位差δ与4个斯托克斯参量的关系如下[3]：

对于完全偏振光，可以证明有

对于部分偏振光，则有

对于完全非偏振光，有

偏振度可以表示为

偏振度的意义[4]：P＝0，表示完全非偏振光；P＝1，表示完全偏振光；0＜P＜1，表示部分偏振光；P＞1，无物理意义.

而对于任意椭圆偏振光，如图1所示，Ep，Es及相位差δ是x－y坐标系中的椭圆偏振参量，a，b和ψ是x′－y′坐标系中的椭圆偏振参量，a是长轴，b是短轴；ψ是x′－y′坐标系与x－y坐标系的夹角.其中tanχ＝±b／a（－π／4≤χ≤π／4），对于线偏振光，这个比例是0；对于圆偏振光，这个比例是1.正负号表示椭圆的右旋与左旋.

同时有

图1 椭圆偏振各参量之间的关系

偏振方向（polarization orientation，POR）：椭圆主轴与传统坐标系x轴之间的夹角ψ，由（6）式……