光的偏振特性（一）

光的偏振特性（一）(Polaization of light)
國立彰化師範大學光電所賴柏仲碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

十七世紀中，牛頓首先開始對光做有系統的研究，他發現到所謂的白光(White Light)是由所有的色光(Colored Light)混合而成。十九世紀初，楊氏(Thomas Young)利用波動理論成功的解釋了大部分的光學現象如反射、折射和繞射等。

1873 年，馬克斯威爾發現光波是電磁波，其中它的電波和磁波是相依相存不能分開的，電場(E)、磁場(H)與電磁波進行的方向(S)這三者是呈相互垂直的關係。

我們知道光是以電磁波的形式在空間中傳遞，其中波動的物理量就是電場與磁場，這兩個量都是向量並且相互垂直，所以當我們在描述一個光場的時候，必須標出其電場與磁場的方向。如下圖7所示，一個朝z方向行進的平面波，其電場強度對磁場強度的比值等於一個特定值，稱為

兩個場方向互相正交，並與光行進方向垂直。光強度的大小及方向可由以下的Poynting vector所表示

因此大部分問題中因為其磁場值很小，我們通常用電場的強度及方向來描述出電磁在空間中傳播及偏振的特性，所以通常定義光波的行進方向為光的偏振方向。

一個三維波的表示方式一般可以表示成

另外，我們可以將x-y平面上的電場分解成x方向及y方向上的電場分量，進而將x及y方向的電場個別表示成為

藉由兩者之間不同相位對相位角 及相對強度的組合，我們便可得到不同偏振態的光。 附錄：偏光板(polarizer) 　自然光含有各種振動方向的光，不管入射光的偏振形式為何，偏振片會吸收特定方向的偏振光，而讓某一特定方向的偏振光通過，所以通過偏光板的光一定是單一振動方向的線偏振光，其是意圖如圖8。

參考資料

(1)松本正ㄧ、角田市良，液晶之基礎與應用，劉瑞祥譯，國立編譯館，民85年。
(2)紀國鐘、鄭晃忠，液晶顯示器技術手冊，台灣電子材料與元件協會，民93年。
(3)黃子強，液晶顯示原理，國防工業出版社，民95年。
(4)王新久，液晶光學和液晶顯示，科學出版社，民95年。
(5)趙凱華，光學，高等教育出版社，民93年。
(6)Eugene Hecht,OPTICS.
(7) Pochi Yen,Claire Gu,Optics of Liquid Crystal Displays.
(8)Deng-Ke Yang,Shin-Tson Wu，Liquid Crystal Devices.

請參閱光的偏振特性（二）（Polaization of Light）閱讀