Sphère de Poincaré
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La sphère de Poincaré est un formalisme utilisé en optique pour représenter l'état de polarisation de la lumière. Il a été présenté en 1892 dans l'ouvrage du mathématicien Henri Poincaré Théorie mathématique de la lumière[1].
Cette représentation est aussi utilisable pour des lumières partiellement polarisées. Un point sur la sphère de rayon unité représente une polarisation donnée.
Coordonnées
[modifier | modifier le code]Le rayon I.R d'un état de polarisation indique la quantité de polarisation de la lumière, où I = S0 est la quantité de lumière totale, et (I x R)2 = (S12+S22+S32) la quantité de lumière polarisée.
- Pour une lumière dépolarisée, R=0
- Pour une lumière entièrement polarisée, R=1
- Entre ces deux valeurs la lumière est partiellement polarisée.
L'angle caractérise l'azimut de la polarisation de la lumière et l'angle caractérise son ellipticité.
(Voir aussi Paramètres de Stokes).
Représentations particulières
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- La partie supérieure de la sphère représente des polarisations gauches et la partie inférieure représente des polarisations droites[2].
- Le plan de l'équateur de la sphère (OS1S2) représente l'ensemble des polarisations linéaires. En particulier, du fait de l'utilisation d'un angle des polarisations orthogonales sont représentées diamétralement opposées.
- Les pôles de la sphère représentent des polarisations circulaires. Le pôle Nord représente la polarisation circulaire gauche et le pôle sud représente la polarisation circulaire droite.
- Un même méridien représente l'ensemble des polarisations d'azimut constant.
Lames d'onde
[modifier | modifier le code]La sphère de Poincaré permet la représentation de l'action des lames d'onde.
- Une lame demi-onde correspond pour la sphère de Poincaré à une symétrie de l'état de polarisation par rapport au méridien de l'axe neutre de la lame.
- Une lame quart d'onde correspond sur la sphère à une rotation de 90° autour de l'axe rapide de la lame dans le sens direct.
