Polarizzazione della radiazione laser

Nella maggior parte dei casi la luce emessa dal laser è polarizzata. Solitamente polarizzato linearmente, cioè il campo elettrico oscilla in una specifica direzione perpendicolare alla direzione di propagazione del raggio laser. Alcuni laser (ad es. i laser a fibra) non producono luce polarizzata linearmente, ma altri stati di polarizzazione stabile, che possono essere convertiti in luce polarizzata linearmente utilizzando un'opportuna combinazione di piastre d'onda. Nel caso di radiazioni a banda larga e lo stato di polarizzazione dipende dalla lunghezza d'onda, il metodo di cui sopra non può essere utilizzato.

Figura 1: Radiazione laser con diversi stati di polarizzazione, con diversi impulsi che si propagano da sinistra a destra.

In alcuni casi speciali, possono essere generati raggi polarizzati radialmente, cioè la direzione di polarizzazione nella sezione trasversale del raggio è radiale. Generalmente, la radiazione polarizzata radialmente si ottiene polarizzando prima la luce attraverso alcuni elementi ottici, oppure può essere ottenuta direttamente da un laser. Il vantaggio di questo metodo è che le perdite di depolarizzazione possono essere evitate e possono essere applicate ai laser bulk a stato solido.
La radiazione laser polarizzata è richiesta in molte applicazioni. Per esempio:
Conversione di frequenza non lineare, in cui la corrispondenza di fase può essere soddisfatta in una sola direzione di polarizzazione
Per l'accoppiamento della polarizzazione sono necessari due raggi laser (vedere Combinazione del raggio di polarizzazione)
Elaborazione di raggi laser in dispositivi dipendenti dalla polarizzazione come interferometri, amplificatori ottici a semiconduttore e modulatori ottici
Esistono anche alcuni laser (molti laser a fibra) che emettono luce non polarizzata. Ciò non significa che l'uscita del laser sia luce non polarizzata. Le potenze delle due componenti di polarizzazione sono sempre uguali e le ampiezze delle due sono completamente indipendenti. È solo che lo stato di polarizzazione è molto instabile, ad esempio a causa delle fluttuazioni di temperatura o dei cambiamenti tra direzioni diverse. Per ottenere luce completamente non polarizzata sono necessarie alcune ottiche di depolarizzazione.
Il grado di polarizzazione della luce polarizzata linearmente è caratterizzato dal rapporto di estinzione della polarizzazione (PER), che è definito come il rapporto della potenza nelle due direzioni di polarizzazione, in decibel. Il rapporto di estinzione del polarizzatore deve essere maggiore di quello del raggio laser.