¿Qué formas hay de medir la polarización local de un rayo láser?

La forma habitual en que se mide la polarización lineal es proyectando luz polarizada sobre un filtro polarizador, rotando ese filtro y luego usando la ley de Malus para ajustar los datos a un$I_0 cos^2(\theta_{beam} - \theta_{polariser})$forma. Al encontrar la posición angular del pico de intensidad, podemos inferir el ángulo de polarización del haz entrante.

Ahora, supongamos que hacemos brillar un haz de cierta dispersión en el plano transversal, con diferentes polarizaciones en todas partes. Si proyectamos este haz sobre un polarizador, obtendremos un patrón de intensidades$I(x, y) = I_0 cos^2(\theta_{beam}(x, y) - \theta_{polariser})$. Podemos encontrar los valores de$\theta_{beam}(x, y)$como sigue:

1. Calibración -- rotar$\theta_{polariser}$y calcular$\max_{x, y} (\theta_{beam}(x, y))$, la intensidad máxima. El máximo de la intensidad pico sobre todos los valores de$\theta_{polariser}$Te regalaré$I_0$.
2. Arreglar$\theta_{polariser}$al valor que da la máxima intensidad de pico. Ahora sabe que ha alineado su polarizador con una de las polarizaciones presentes en el haz. Entonces, la proporción$I(x,y) / I_0$Te regalaré$cos^2(\theta_{beam}(x, y) - \theta_{polariser})$, a partir del cual$\theta_{beam}(x, y)$puede ser inferida.

Este método funciona para la polarización que es constante en el tiempo. Para otros tipos de polarización, siempre puede tomar una instantánea durante un breve período de tiempo que tenga una polarización aproximadamente constante. O, si la polarización es circular, puede usar una placa de un cuarto de onda para convertirla en lineal.

Ernst Mach diseñó una vez un experimento que ilustra muy bien la polarización lineal usando un cono de vidrio. La luz polarizada incide sobre el cono desde la parte superior en el ángulo de Brewster . En el caso de luz no polarizada, la luz reflejada tiene una distribución simétrica, mientras que con luz polarizada linealmente se producen dos franjas oscuras en el plano de polarización. Es una demostración más que una medida, pero pensé que podría ser de interés (ver la imagen a continuación).

Tal vez raster escaneando el haz en los polarímetros. O usando las mismas técnicas que se usan para medir un solo haz de polarización pero con una cámara como detector.

Los gradientes de polarización se utilizan ampliamente en experimentos de atrapamiento y enfriamiento por láser. No hay ninguna razón por la que no se pueda utilizar algún parámetro de una trampa óptica para obtener gradientes de polarización locales.

Además, es posible que desee echar un vistazo al efecto Magneto-Optic Kerr.