Parámetros de Stokes

Fueron definidos por George Gabriel Stokes en 1852,[1]​ como una alternativa matemática conveniente para la descripción más común de radiación incoherente o parcialmente polarizada, en términos de su intensidad total (I), (parcial) grado de polarización (p) y los parámetros de forma de la elipse de polarización.es la intensidad total del haz, yLos cuatro parámetros de Stokes se denotan a veces I, Q, U y V, respectivamente.Dado el Stokes, se pueden resolver los parámetros para las coordenadas esféricas con las ecuaciones siguientes:Los parámetros de Stokes se combinan a menudo en un vector, conocido como el vector de Stokes:El vector de Stokes abarca el espacio de luz, parcialmente polarizada y totalmente polarizada.En comparación, el vector de Jones sólo abarca el espacio de la luz polarizada completamente, pero es más útil para problemas de luz coherente.Los cuatro parámetros de Stokes no forman una base preferida del espacio, sino más bien se eligen porque pueden ser medidos o calculados fácilmente.La onda plana monocromática es especificada por su vector de propagación,y las amplitudes complejas del campo eléctrico,Alternativamente, se puede especificar el vector de propagación, la fase,y el estado de polarización,es la curva trazada por el campo eléctrico en un plano fijo.Los estados de polarización más conocidos son lineales y circulares, que son casos degenerados del estado más general, una elipse.Una manera de describir la polarización se da con los ejes semieje mayor y semieje menor de la elipse de polarización, la orientación y el sentido de rotación (véase la figura anterior)., proporcionan una descripción alternativa del estado de polarización que es experimentalmente conveniente, porque cada parámetro corresponde a una suma o diferencia de intensidades medibles.La siguiente figura muestra ejemplos de los parámetros de Stokes en estados degenerados.Los parámetros de Stokes se definen por donde los subíndices se refieren a tres bases: la estándar base cartesiana (), una base cartesiana girada a 45 ° (Se define la base circular para queEn un sistema fijo de base (), los parámetros de Stokes son mientras que para, son Para radiación coherente puramente monocromática, se puede demostrar que mientras que considerando toda radiación de haz (no coherente), se definen los parámetros de Stokes como cantidades promediadas, y la ecuación anterior se convierte en una desigualdad:[2]​ Sin embargo, podemos definir la intensidad de una polarización totales la fracción de polarización total.Definamos la intensidad compleja de polarización lineal como Bajo una rotaciónson invariables, pero Con estas propiedades, los parámetros de Stokes pueden ser considerados como constituyendo tres intensidades generalizadas: dondees la intensidad de polarización circular, yes la intensidad de polarización lineal.La intensidad total de polarización es, la orientación y el sentido de rotación están dados por Ya que
La esfera de Poincaré representa a los tres últimos parámetros de Stokes en coordenadas esféricas