光的偏振指的是电场分量E的振动随时间变化的轨迹，是一种重要的调控维度。根据偏振程度，可将光分为完全偏振光，部分偏振光和非偏振光。而完全偏振光则有可分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三类。琼斯矢量和琼斯矩阵是常用于描述光偏振态和偏振元件的数学工具，其中琼斯矢量用于描述光波的偏振态，而琼斯矩阵则用来表征偏振元件。下面我推导并总结了常见光波的琼斯矢量以及常见偏振器件的琼斯矩阵。
琼斯矢量
光波的偏振态一般由琼斯矢量来描述，如下：
其中
为光波x,y分量之间的相位差。当时，光波为偏振方向与水平方向夹角呈的线偏振光；当且时，光波为圆偏振光；其他情况下均为椭圆偏振光。
常见偏振光的琼斯矢量：
水平线偏振光 竖直线偏振光 左旋圆偏振光 右旋圆偏光
琼斯矩阵
波片的琼斯矩阵推导
波片(WavePlate)，是一种能在光波的两个垂直线偏振分量中引入相位延迟的器件。在图1中，x,y表示入射光波的两个垂直线偏的振动方向，u,v表示波片快轴和慢轴方向，为波片快轴与x方向的夹角。
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