Параметры Стокса

Основная статья: Параметры Стокса

Изображение поляризации языком параметров Стокса на сфере Пуанкаре

Для описания поляризации плоской монохроматической волны достаточно трёх параметров, например полудлин сторон прямоугольника, в который вписан эллипс поляризации , и разностью фаз , либо полуосей эллипса , и углa между осью и большой осью эллипса. Стоксом было предложено альтернативное описание поляризации с помощью четырёх параметров, получивших его имя.

,

,

,

.

Независимыми являются только три из них, ибо справедливо тождество:

.

Используя вспомогательный угол , определяемый выражением (знак соответствует левой, а — правой поляризации^[4]), то можно получить следующие выражения для параметров Стокса:

,

,

.

На основе этих формул можно характеризовать поляризацию световой волны наглядным геометрическим способом. При этом параметры Стокса , , интерпретируются, как декартовы координаты точки, лежащей на поверхности сферы радиуса . Углы и имеют смысл сферических угловых координат этой точки. Такое геометрическое представление предложил Пуанкаре ^{[уточнить]}, поэтому эта сфера называется сферой Пуанкаре. В математике этой модели соответствует сфера Римана, в других разделах физики — сфера Блоха.

Наряду с , , используют также нормированные параметры Стокса , , . Для поляризованного света .