·  径向偏振光是指偏振方向在横截面上沿着径向的偏振光。

·  角向偏振光是指偏振方向在横截面上垂直于径向的偏振光。

·  广义轴对称偏振光是偏振方向在横截面上呈轴对称且同径向保持φ₀夹角的偏振光，如图1所示。

当φ₀=0°时，表示径向矢量光，当φ₀=90°，表示角向矢量光，如图2所示。

矢量偏振光的产生方法可以分为两类：

·  腔内法（也称主动法），即通过特殊设计激光腔，直接输出矢量偏振光。其优点是产生效率高，但缺乏灵活性，并且特定设计的谐振腔只能产生具有特定偏振态分布的矢量光场。

·  腔外法（也称被动法），指在激光器外光路中插入特殊设计的光学元件或某种装置以改变激光的偏振态，从而形成矢量光场，常用螺旋相位板、液晶微纳元件、空间光调制器等器件，或组合波片法、相干偏振操纵法、磁光效应法等方法。该类方法的灵活性很强，可以通过调节光路或元件方便地获得不同结构的矢量光场。

>> 方法一：利用偏振分析仪

斯托克斯（Stokes）参量可以用来描述单色光的偏振态。

假设两束不相干的单色光（S₀’、S₁’、S₂’、S₃’）、（S₀”、S₁”、S2”、S₃”）在空间中某个区域叠加，合成波斯托克斯矢量的任意参量就是两束光对应的参量之和，即合成波的斯托克斯矢量为：（S₀’+ S₀”、S1’+ S₁”、S₂’+ S₂”、S₃’+ S₃”）。一个给定波可以分解为偏振和非偏振的两个相互独立的部分。

理解各个参量的物理意义：

·  偏振部分的偏振椭圆长轴方位角φ

·  偏振部分的偏振椭圆度ε

任何准单色光的斯托克斯参量都可以通过简单的实验来测定，如图4所示，需要用到的元件有：四分之一波片、线偏振片、相机。

测量过程如下：

测量完成后，斯托克斯参量可通过下式计算：

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研究矢量偏振光，LBTEK能提供什么？

1、用于生成矢量光的液晶微纳元件

利用液晶、液晶聚合物并配合先进的光配相技术，可以实现液晶表面任意设计的快轴分布，从而使得出射光为矢量偏振光。   

如LBTEK涡旋波片，在入射光偏振态不同时，出射光偏振态也相应改变，设计其表面快轴分布可以得到径向偏振光、角向偏振光、涡旋光，如下图所示。   

LBTEK提供定制服务。

2、用于检验标量或矢量偏振光的线偏振片

该薄膜偏振片可以在特定波长范围内透射和吸收偏振光，可实现超高消光比。

3、用于检测偏振态的偏振分析仪

偏振态测量包括：四个Stokes参量、偏振消光比（PER）、偏振度（DOP）、椭偏度。软件操作简便，方便调节和测量设置。

4、用于测量Stokes参量的四分之一波片   

有石英空气隙四分之一波片、石英真零级四分之一波片、聚合物真零级四分之一波片、石英多级四分之一波片、消色差四分之一波片共5种不同材料和设计可选。

5、用于探测光强的相机或光束质量分析仪

LBTEK提供各种参数的CMOS相机，以及光束质量分析仪。

6、搭建测试系统的所有光机械件

在同轴系统或自由空间使用的带有各种调控自由度光学元件安装架可选，也提供各类光学接杆、支架，还有面包板、光学平台。

参考文献：

[1]Born,M.,Wolf,E..光学原理:光的传播、干涉和衍射的电磁理论(第七版)[M].北京:电子工业出版社,2009.10

[2]张艳丽,李小燕,朱健强.矢量偏振光束的产生及其高数值孔径聚焦特性[J].中国激光,2009(36):129-133.

[3]黄研,叶红安,高来勖,张敏,刘书钢.矢量偏振光束产生新方法[J].中国激光,2012(39):0402004.

[4]刘郑涛.矢量光束的紧聚焦特性研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.

[5]潘阳.矢量光场的聚焦特性和焦场调控[D].南京:东南大学,2015.