Mueller-Stokes Hesabı
Mueller-Stokes Calculus for Polarization · Ayrıca şöyle bilinir: Mueller matrix method, Stokes parameters, Mueller calculus
Mueller-Stokes hesabı, kısmen polarize ve polarize olmamış ışık dahil olmak üzere ışığın polarizasyon özelliklerini tanımlamak ve analiz etmek için kullanılan matematiksel bir çerçevedir. George Gabriel Stokes'un 1852 tarihli polarizasyon parametreleri üzerine yaptığı çalışmaya dayanan ve Hans Mueller tarafından 1948'de genişletilen bu formalizm, polarizasyon durumlarını optik sistemlerin nasıl dönüştürdüğünü izlemek için dört bileşenli Stokes vektörünü ve 4×4 Mueller matrisini kullanır.
Tam yöntemi oku
Bu bölümü okumak için ücretsiz hesapla giriş yapın.
Yöntem haritası
İlişkili yöntemlerin komşuluğu — keşfetmek için bir düğüm seçin.
Ne zaman kullanılır
Kısmen polarize, polarize olmamış veya tutarsız ışıkla karşılaştığınızda Mueller-Stokes hesabını kullanın. Polarimetri, polarizasyon kaybı analizi ve kayıplı veya istatistiksel etkilere sahip optik sistemler için esastır. Tam polarize ışık için Jones hesabı daha hızlıdır; Mueller-Stokes daha genel ve fiziksel olarak tamdır.
Güçlü yönler & sınırlılıklar
- Tam, kısmen ve polarize olmamış ışığı birleşik bir çerçevede ele alır
- Polarizasyon kaybı ve yoğunluk kayıplarının doğal olarak ele alınması
- Tutarsız ve istatistiksel optik sistemlere uygulanabilir
- Stokes parametreleri standart enstrümantasyonla doğrudan ölçülebilir
- Mueller matrisleri reel değerlidir, karmaşık aritmetikten kaçınılır
- Mueller hesabı benzersiz değildir: birden fazla Mueller matrisi aynı fiziksel dönüşümü temsil edebilir
- Hesaplama maliyeti Jones hesabından daha yüksektir (4×4'e karşılık 2×2 matrisler)
- Mueller matrisi elemanlarının yorumlanması Jones matrislerinden daha az sezgiseldir
- Tüm 4×4 reel matrisler geçerli Mueller matrisleri değildir; fiziksel kısıtlamalar geçerlidir
SSS
Stokes parametreleri nelerdir ve nasıl ölçülür?
Stokes parametreleri [S_0; S_1; S_2; S_3] ölçülen yoğunluklardır: S_0 = toplam yoğunluk, S_1 = yatay eksi dikey, S_2 = çapraz eksi anti-çapraz, S_3 = sağ-dairesel eksi sol-dairesel yoğunluk. Farklı açılarda doğrusal polarize ediciler, geciktiriciler ve yoğunluk dedektörlerinin bir kombinasyonu kullanılarak ölçülürler.
Polarizasyon derecesi nedir ve neden önemlidir?
Polarizasyon derecesi P = sqrt(S_1² + S_2² + S_3²) / S_0'dır, 0 (polarize olmamış) ile 1 (tam polarize) arasında değişir. Işının polarize olan kesrini niceler. Kısmen polarize ışık (0 < P < 1), polarize ve polarize olmamış bileşenlerin istatistiksel bir karışımıdır.
Bir Jones matrisini bir Mueller matrisine nasıl dönüştürürüm?
Bir Mueller matrisi M, M = 0.5 Re(J ⊗ J*), burada ⊗ Kronecker çarpımıdır, formülüyle bir Jones matrisi J'den türetilebilir. Ancak, tüm Mueller matrisleri benzersiz Jones matrislerine karşılık gelmez; yalnızca polarizasyon kaybı yaratmayan Mueller matrislerinin ters dönüşümü vardır.
Bir Mueller matrisinin fiziksel olması için hangi kısıtlamaları karşılaması gerekir?
Bir Mueller matrisi birkaç koşulu karşılamalıdır: (1) (1,1) elemanı (toplam iletim) en büyük olmalıdır, (2) tutarlılık matrisinin özdeğerleri belirli eşitsizlikleri (Hermityen kısıtlamaları) karşılamalıdır ve (3) polarizasyon kaybı toplam yoğunluğu aşamaz. İhlaller fiziksel olmayan veya yanlış ölçülmüş matrisleri gösterir.
Kaynaklar
- Stokes, G. G. (1852). On the composition and resolution of streams of polarized light from different sources. Transactions of the Cambridge Philosophical Society, 9, 399-416. link ↗
- Mueller, H. (1948). The foundations of optics. Journal of the Optical Society of America, 38(8), 661-644. link ↗
- Goldstein, D. H. (2003). Polarized Light (2nd ed.). Marcel Dekker. link ↗
Bu sayfayı kaynak gösterin
ScholarGate. (2026, June 3). Mueller-Stokes Calculus for Polarization. ScholarGate. https://scholargate.app/tr/optics/mueller-stokes-calculus
Hangi yöntem?
Bu yöntemi en yakın akrabalarının yanına koyup yan yana okuyun — kütüphane kitapları masaya serer; seçim sizindir.
- Fourier OptiğiOptik↔ karşılaştır
- Girişim Şeridi AnaliziOptik↔ karşılaştır
- Jones Matrisi YöntemiOptik↔ karşılaştır