Matrices mueller - elipsometría

´ INVESTIGACION

REVISTA MEXICANA DE F´ ISICA 55 (3) 201–210

JUNIO 2009

Manejo e interpretaci´ n polarim´ trica de las matrices de Mueller o e
R. Espinosa-Luna ´ GIPYS, Centro de Investigaciones en Optica, A.C., Loma del Bosque 115, Colonia Lomas del Campestre, 37150 Le´ n, Guanajuato, M´ xico, o e e-mail: reluna@cio.mx S. Hinojosa-Ru´z ı GIPYS, Facultad de F´sica, Universidad Aut´ nomade Zacatecas, ı o Avenida Preparatoria 301, Fraccionamiento Progreso, 98060 Zacatecas, Zacatecas, M´ xico, e e-mail: sinhue@planck.reduaz.mx G. Atondo-Rubio GIPYS, Escuela de Ciencias F´sico-Matem´ ticas, Universidad Aut´ noma de Sinaloa, ı a o Ciudad Universitaria s/n, 80010 Culiac´ n, Sinaloa, M´ xico. a e e-mail: p027005@uas.uasnet.mx
Recibido el 17 de febrero de 2009; aceptado el 23 demarzo de 2009 Se aplican la m´ trica de despolarizaci´ n escalar Q(M ) y un an´ lisis polarim´ trico gr´ fico a varias matrices de Mueller reportadas. Se e o a e a presenta un breve repaso de los principales conceptos polarim´ tricos y las m´ tricas de despolarizaci´ n escalares existentes. Se demuestra que e e o la m´ trica escalar Q(M ) genera resultados consistentes con las m´ tricas reportadas yque brinda una mayor informaci´ n sobre la naturaleza e e o interna de las matrices de Mueller. ´ Descriptores: Optica f´sica; polarizaci´ n; despolarizaci´ n; matrices de Mueller; m´ tricas escalares de despolarizaci´ n. ı o o e o The Q(M ) depolarization scalar metric and a graphical polarimetric analysis are applied to several reported Mueller matrices. A brief review of the main polarimetricconcepts and the depolarizations scalar metrics is presented. It is shown the depolarization scalar metric Q(M ) provides consistent results with the reported scalar metrics and offers more information about the internal nature of the Mueller matrix. Keywords: Optical physics; polarization; depolarization; Mueller matrices; depolarization scalar metrics. PACS: 42.25.Ja

1. Introducci´ n o
Elconcepto de despolarizaci´ n de la luz y los m´ todos pao e ´ ra medirla han sido temas de gran importancia en los ulti´ mos a˜ os [1-13]. Se har´ referencia en este trabajo con el n a t´ rmino de despolarizaci´ n a la p´ rdida en el grado de poe o e larizaci´ n que experimenta un haz de luz despu´ s de haber o e interaccionado con alg´ n medio material. El grado de polau rizaci´ n [10-12] es unamedida del porcentaje de luz polario zada asociado a un haz de luz (0 ≤ DoP ≤ 1 ), usualmente se mide directamente del haz de luz bajo consideraci´ n. La o respuesta lineal de un medio a la irradiancia (intensidad) asociada a un haz de luz incidente, se representa por un arreglo matricial cuadrado, constituido por 16 elementos reales, al que se le denomina matriz de Mueller. Para toda matriz deMueller puede asociarse un ´ndice de despolarizaci´ n, que se ı o define como un n´ mero que representa el porcentaje de desu polarizaci´ n ejercido por el sistema para cualquier haz de luz o incidente (0 ≤ DI(M ) ≤ 1) [2]. La interpretaci´ n f´sica asoo ı ciada a los l´mites del grado de polarizaci´ n (´ndice de despoı o ı larizaci´ n) es la siguiente: 0 corresponde a luz despolarizada o (sistematotalmente despolarizante), 1 a luz totalmente polarizada (sistema no despolarizante) y los valores intermedios, a luz parcialmente polarizada o despolarizada (sistema parcialmente despolarizante), respectivamente [10-13,2]. Se han definido otras m´ tricas escalares auxiliares como los par´ mee a

tros de polarizancia y diatenuancia, que miden la respuesta polarizante o despolarizante de unsistema f´sico, determinaı do por su matriz de Mueller [4]. Recientemente ha sido reportada una nueva m´ trica escae lar para la despolarizaci´ n de la luz, denominada Q(M ), cuo yos l´mites (0 ≤ Q(M ) ≤ 3) permiten identificar una matriz ı de Mueller asociada a un sistema f´sico totalmente despolaı rizante, parcialmente despolarizante, no despolarizante diatenuante y no despolarizada no diatenuante,...