Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 317-327 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:01978001306031700

Formalisme pour la description de la lumière polarisée Application à l'holographie en lumière polarisée

J.C. Charmet et A. Vareille

Laboratoire de Mécanique des Milieux Continus, Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles, 10, rue Vauquelin, 75005 Paris, France

Abstract
The partially polarized light is described by a double analytical field and the transformations induced by optical components, by impulse response matrices. The R. Clark Jones formalism, which is the limit monochromatic case for the description of optical component effects, allows to dissociate both polarization and scalar information ; then the expressions of the holography in polarized light reveal that the restored waves contain only the scalar information of the recorded waves and they are modulated by the light polarized interference between the object wave and the reference wave. Therefore the interferograms obtained with natural or partially polarized light are well described with the help of the coherency matrices. From that discussion, the authors show how to determine the Jones matrix terms of optical devices in holographic interferometry and the precision is comparable with that of the ellipsometric methods.

Résumé
La lumière partiellement polarisée est décrite à l'aide d'un double champ analytique et l'effet des éléments optiques courants à l'aide de matrices de réponses impulsionnelles. Le formalisme de R. Clark Jones qui est le cas limite monochromatique de description de l'effet des éléments optiques permet de dissocier l'information de polarisation de l'information scalaire de propagation ; les expressions de l'holographie révèlent alors que les ondes restituées ne contiennent que l'information scalaire des ondes enregistrées et sont modulées par les interférences de lumière polarisée entre l'onde-objet et l'onde de référence. Les matrices de cohérence des ondes d'enregistrement complètent l'interprétation des interférogrammes réalisés en lumière naturelle ou partiellement polarisée. A partir de cette discussion, les auteurs montrent qu'il est possible de déterminer complètement les termes de matrices de Jones par interférométrie holographique avec une précision qui peut atteindre celle des méthodes ellipsométriques.

PACS
4210N - Optical polarization in homogeneous media.
4240D - Theory of holography.

Key words
light polarisation -- matrix algebra -- physical optics -- polarimetry -- double analytical field -- transformations -- optical components -- impulse response matrices -- monochromatic case -- scalar information -- holography -- restored waves -- recorded waves -- object wave -- reference wave -- interferograms -- Jones matrix terms -- holographic interferometry -- ellipsometric methods -- partially polarised light -- modulation