偏振光在光学实验中经常使用，偏振光有各种偏振状态，合理改变光的偏振状态，可以实现光强的改变，或者改变光在光路中的传播方向。基于偏振的原理，也出现了许多的测量仪器，相关的偏振测量技术。本文主要介绍一些偏振的相关理论公式，以及一些利用偏振片和波片产生各种偏振态的方法。
全偏振态的产生
1.基本方程
所有的电磁辐射，其电场和磁场的振动方向互相垂直，传播方向相同。由于放射物的磁场矢量是由其电场矢量明确定义的，因此偏振分析也只需考虑一个即可。
假设角频率为w的平面简谐波以速度c在z方向上传播,λ为波长。 电场矢量含有两部分Ex(z,t)和Ey(z,t),它可以表示为:
式中,Eox和Eoy为波振幅;δx和δy为任意相位；t为时间。这两部分的相位差可以表示成δ=δx-δy,,其中0≤δ≤2Π。
2.椭圆偏振态
一般情况下，相互垂直的两束正弦振荡的电磁波具有相同的频率和稳定的相位差，此时所形成的李萨如图形是一个椭圆，因此，线偏振光和圆偏振光都可以认为是椭圆偏振光的特例。对上面的两个公式进行运算可以得到一般椭圆偏振光的轨迹方程：
标准椭圆方程的形式含有半长轴a和半短轴b,表示为：
将上式围绕坐标轴旋转一个角度ψ得到：
然后把两个分量带入上面两个椭圆方程可以得到：
从这个方程组可以获得偏振椭圆的长半轴取向角ψ：
偏振椭圆的形状可以用椭圆率来表示，椭圆率就是椭圆短半轴长度与长半轴长度的比值：
其中-1 用椭圆率角来表示椭圆，如: 通过引入辅助角σ(O≤σ≤w/2), 椭圆率角和取向角又可以表示为： 若给出了两个相互垂直的振荡矢量的振幅比值和相位差,可以通过上式计算获得椭圆长半轴的取向角ψ和椭圆率角ε，进而确定光的偏振态。 3.旋转起偏器和1/4波片产生全偏振态 下图所示为产生偏振光的一个例子，它包括一个可旋转的起偏器P,它的透光轴位于角度θ处；一个可旋转的1/4波片R,其慢轴方向位于角度 椭圆的主轴方向取决于1/4波片的慢轴方向，椭圆率角在1/4波片的方位角和起偏器的方位角之间变化。因此，可以通过旋转整个装置得到偏振椭圆长轴的任意方向，通过改变起偏器相对于1/4波片的角度获得任意椭圆率角，例如椭圆率角 4.旋转起偏器和可变波片产生全偏振态 起偏器P和可变波片R固定在一个旋转体上，起偏器的透光轴和波片的慢轴之间的夹角为45°。可变波片与起偏器一起旋转，若起偏器的透光轴为θ,则可变波片的慢轴方向角为θ+45° 输出光束的椭圆率角等于相位差的1/2,椭圆的主轴沿起偏器的透光轴。例如：如果可变波片为半波片，则输出光束为右旋圆偏振光。 5.通过起偏器和两个可变波片产生全偏振态 接下来介绍zui后一种全偏振态发生装置，它与之前两者的区别是不需要机械旋转元件。如下图, 由一个偏振片和两个可变波片组成。两个可变波片的相位延迟可改变，可通过电压控制。这两个可变波片并没有特殊要求，液晶电池，电光晶体等都可以使用。通过改变两个可变波片的电压，就可以改变zui后偏振光的振幅以及相位差，就可以改变偏振态。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电 关于昊量光电： 上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。 您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。
处，这一装置也称作塞拿蒙(Senarmont)补偿器。
-θ必须为45°,才能得到右旋圆偏振光。由于这个发生器可以产生任意偏振态的光束，所以称为全偏振态发生器。
