電磁波の偏光
電磁波の偏光とは、電場（Eフィールド）の向きが空間を通じて伝播する際の特性を記述するものです。これは電磁波の重要な特性であり、レーダーやアンテナ、光通信システムなど様々な応用において重要な意味を持ちます。偏光には主に三つのタイプがあります。
直線偏光
直線偏光波では、電場は一つの平面内で振動し、波の伝播方向に垂直です。直線偏光は、地面に対する電場の向きに応じて、垂直または水平になり得ます。また、0度から180度の間の任意の角度でもあり得ます。
円偏光
円偏光波では、電場は波が伝播するにつれて円運動を行い、一定の振幅を保ちます。円偏光は、電場ベクトルの回転方向に応じて、右手円偏光（RHCP）または左手円偏光（LHCP）に分けられます。
楕円偏光
楕円偏光は、直線偏光と円偏光の両方を包含するより一般的な偏光形式です。楕円偏光波では、電場は波が伝播するにつれて楕円を描きます。楕円の形と向きは、波の直交する電場成分の相対位相と振幅に依存します。
電磁波はこれらの偏光の組み合わせであり得ること、そして偏光の状態は波が様々な材料と相互作用し、環境を通じて伝播するにつれて変化することが重要です。偏光は、アンテナや通信システムの設計において重要な役割を果たします。
電磁波を偏光する方法
電磁波を偏光するには、波が伝播する際の電場の向きを操作する必要があります。応用や周波数範囲に応じて、電磁波を偏光するために様々な方法や装置が使用されます。
ワイヤーグリッド偏光子: これらの偏光子は、密接に配置された一連の導電性ワイヤーで構成されます。電磁波がワイヤーグリッドに遭遇すると、ワイヤーに平行な電場成分が電流を誘発し、エネルギーが吸収または反射されます。ワイヤーに垂直な直交する電場成分は、最小限の減衰で通過し、結果として直線偏光波が生じます。
誘電体偏光子: 誘電体偏光子は、特定の物質の複屈折性を利用します。複屈折性物質は異なる偏光に対して異なる屈折率を持ちます。偏光されていない波が誘電体材料に入ると、二つの直交する偏光は異なる速度で進むため、位相差が生じます。材料の厚さを選ぶことで、一方の偏光を透過させ、もう一方を反射させることができ、結果として直線偏光が生じます。
偏光ビームスプリッター: これらの光学装置は、入射する偏光されていないビームを二つの直交する直線偏光ビームに分割します。キューブビームスプリッターやウォラストンプリズムなどがあります。
偏光フィルター: 偏光フィルターは、一方の偏光を吸収しながら直交する偏光を透過させます。最も一般的なタイプのシート偏光子は、一方の偏光を選択的に吸収する伸ばされたポリマーで作られています。
偏光コンバーター: これらの装置は、一つの偏光状態を別のものに変換します。複屈折性材料で作られ、特定の位相シフトを直交する偏光間に導入することで、所望の偏光状態が得られます。
偏光方法の選択は、周波数範囲、所望の偏光状態、および応用要件などの要因に依存します。
