Kruhově polarizované světlo

Dříve, než bude popsán vznik kruhově polarizovaného světla, je nutné si uvědomit způsob vzniku a vlastnosti lineárně polarizovaného světla.

Světlo z běžných zdrojů je nepolarizované světlo. To znamená, že vektory elektrické intenzity  a magnetické indukce  jsou v každém časovém okamžiku na sebe navzájem kolmé a současně jsou oba kolmé ke směru šíření světla (elektromagnetické vlny obecně). Pro polarizaci je podstatný směr kmitání (resp. velikost) vektoru elektrické intenzity, proto bude dále uvažován právě tento vektor (a na obrázcích v tomto článku bude zakreslován právě vektor elektrické intenzity ).

Z výše uvedené vlastnosti vzájemné kolmosti vektorů  a  neplyne, v jakém směru např. vektor  kmitá. U nepolarizovaného světla leží koncový bod tohoto vektoru při šíření světla na šroubovici (viz schematické zobrazení na obr. 68).

Jinými slovy: směr vektoru  se vůči směru šíření vlny periodicky mění (vektor se periodicky otáčí).

Obr. 68

Chceme-li získat lineárně polarizované světlo, je nutné vybrat jeden směr kmitání vektoru ; vektor  tak bude ležet stále na stejné přímce a v náhodně zvolené rovině kolmé ke směru šíření světla tak bude vykreslovat úsečku (viz obr. 69).

Orientace vektoru  v prostoru přitom může být libovolná; jen musí být kolmý na směr šíření světla (tj. na obr. 69 musí být vektor  kolmý k ose y).

Takto lze tedy vytvořit lineárně polarizované světlo v nekonečně mnoha směrech.

Obr. 69

Budeme-li uvažovat dvě lineárně polarizované světelné vlny, jejichž vektory elektrické intenzity  budou ležet v navzájem kolmých rovinách a které se šíří stejným směrem, lze oba vektory vektorově sčítat. Výsledný vektor (resp. křivka, po níž se pohybuje jeho koncový bod) pak určuje typ polarizace:

1.     je-li fázový posun obou světelných vln nulový, je světlo polarizováno lineárně (viz obr. 70);

2.     je-li fázový posun obou světelných vln roven , je světlo polarizováno kruhově (viz obr. 71);

3.     je-li fázový posun obou světelných vln obecný (tj. ani nulový ani ), je světlo polarizováno elipticky (viz obr. 72).

Obr. 70

Obr. 71

Obr. 72

Chceme-li tedy kruhově polarizovat světlo z běžného zdroje (který vysílá nepolarizované světlo), je nutné z jedné vlny získat dvě lineárně polarizované vlny s navzájem kolmými vektory elektrické intenzity a navzájem fázově posunuté o .

Při splnění těchto podmínek (dvě světelné vlny šířící se stejným směrem, jejichž vektory elektrických intenzit jsou vzájemně kolmé, obě lineárně polarizované a vzájemně posunuté o ) již automaticky získáme kruhově polarizované světlo (viz výše uvedený text a schematický náčrt na obr. 71).

Takto definované světelné vlny (resp. kruhově polarizované světlo) z jednoho zdroje světla dokáže vytvořit tzv. čtvrtvlnná destička.