Поворот «тела поляризации

УДК 530.1(06) Теоретические проблемы физики
Е.Е. ГОРОДНИЧЕВ, А.И. КУЗОВЛЕВ,
В.В. МАРИНЮК, Д.Б. РОГОЗКИН
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ПОВОРОТ «ТЕЛА ПОЛЯРИЗАЦИИ»
ПРИ МНОГОКРАТНОМ РАССЕЯНИИ ЛИНЕЙНО
ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА В СРЕДАХ С КРУПНЫМИ
НЕОДНОРОДНОСТЯМИ
В случае наклонного падения линейно поляризованного света исследован эффект поворота «тела поляризации» – уменьшения с ростом глубины величины
угла, под которым наблюдается максимум степени поляризации.
В работах [1-3] было показано, что многократное рассеяние поляризованного света в средах с крупными неоднородностями можно рассматривать как распространение трех независимых поляризационных мод – скалярной (интенсивности), циркулярной и линейной. Разрушение линейной
моды W происходит за счет двух основных механизмов – «геометрического» и «динамического». Первый обусловлен вращением Рытова – поворотом плоскости поляpизации пpи pаспpостpанении световых лучей вдоль
случайно искpивленных тpаектоpий [4]. Второй механизм обyсловлен
различием междy амплитyдами pассеяния волн, поляpизованных, соответственно, паpаллельно и пеpпендикyляpно плоскости рассеяния [5].
При нормальном падении излучения наблюдаемым проявлением геометрического механизма деполяризации является наличие дополнительного эффективного поглощения линейной моды [2, 3]. Однако вероятность истинного поглощения фотона зависит только от длины пути. Вероятность «геометрического» поглощения увеличивается по мере роста дисперсии рытовского угла поворота плоскости поляризации и зависит не от
длины, а от пространственной кривизны траектории. В частности, в пренебрежении динамическими эффектами, световая волна, движущаяся
вдоль плоских траекторий произвольной длины, всегда остается поляризованной. В условиях азимутальной симметрии (нормальное падение)
волны, движущиеся вдоль наиболее коротких траекторий, и, волны, движущиеся вдоль наиболее плоских траекторий, наблюдаются под одним и
тем же углом   0 . В результате максимум интенсивности и параметра
W совпадают.
Как известно [6, 7], отсутствие азимутальной симметрии при наклонном падении широкого пучка на сильно поглощающую среду приводит к
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 5
270
УДК 530.1(06) Теоретические проблемы физики
эффекту поворота «тела яркости» – угол, под которым наблюдается максимум интенсивности, уменьшается с ростом глубины и в асимптотическом режиме становится равным нулю. Простой анализ показывает, что
аналогичное явление должно наблюдаться и для параметра W. Однако, в
отсутствие азимутальной симметрии волны, распространяющиеся по более плоским траекториям, могут рассеиваться преимущественно в угловой
интервал, середина которого не совпадает с пиком интенсивности. В результате поворот «тела поляризации» (уменьшение угла, при котором
наблюдается максимум степени поляризации) по сравнению с поворотом
«тела яркости» происходит по другому закону – пик интенсивности и
максимум степени поляризации на данной глубине наблюдаются под разными углами.
В настоящей работе в условиях наклонного (угол падения мал по сравнению с единицей) падения найдено решение малоуглового диффузионного уравнение для линейной моды. Вычислена
глубинная зависимость угла, под которым наблюдается максимум степени поляризации. На рисунке приведена зависимость нормированного на
угол падения угла поворота «тела яркости» (нижняя кривая) и «тела поляризации» (верхняя кривая) от глубины   z  a tr (отношение транспортного сечения к сечению поглощения равно  tr /  a  0.1 . Как видно из
рисунка, в рамках приближения малоугловой диффузии поворот «тела»
поляризации происходит медленнее, чем поворот «тела» яркости.
Работа выполнена при поддержке Минобразования РФ (проект № E023.2-203).
Список литературы
1. Городничев Е.Е., Кузовлев А.И., Рогозкин Д.Б. // Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 68. 21.
2. Gorodnichev E.E., Kuzovlev A.I., Rogozkin D.B. // Laser Physics. 1999. V. 9. 1210.
3. Городничев Е.Е., Кузовлев А.И., Рогозкин Д.Б. // Оптика и спектроскопия. 2003.
Т. 94. 304.
4. Кравцов Ю.А. // Изв. вузов. Радиофизика. 1970. Т. 13. 281.
5. Татарский В.И. // Изв. вузов. Радиофизика. 1967. Т. 10. 1762.
6. Зеге Э.П., Полонский И.Н., Чайковская Л.И. // Изв. АН СССР, ФАО. 1987. Т. 23. 486.
7. Ремизович В.С., Шехмаметьев Ш.А. // Изв. вузов. Радиофизика. 1990. Т. 33. 202.
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 5
271