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在光学中，可以以琼斯运算来描述偏振的现象。琼斯运算是1941年由麻省理工学院的R. C. Jones教授所发明。偏振光的状态以琼斯向量表示，而其他线性的光学元件则以琼斯矩阵表示。当偏振光通过偏振片或是波板时，把原来偏振状态的琼斯向量乘以光学元件的琼斯矩阵，即可运算出新的偏振态。必须要注意琼斯运算只适用于完全极化的光，如果是部分极化、无极化或不同调则需使用穆勒运算。
偏振态 | 琼斯向量 |
偏振方向平行x轴的线偏振 |
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偏振方向平行y轴的线偏振 |
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偏振方向与x轴夹45°的线偏振 |
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偏振方向与x轴夹-45°的线偏振 |
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偏振方向与x轴夹 |
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右旋偏振 |
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左旋偏振 |
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以下是常见的偏振片，以琼斯矩阵的方式表示。
光学元件 | 琼斯矩阵 |
穿透方向平行x轴的线偏振片 |
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穿透方向平行y轴的线偏振片 |
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穿透方向与x轴夹45°的线偏振片 |
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穿透方向与x轴夹-45°的线偏振片 |
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右旋偏振片 |
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左旋偏振片 |
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穿透方向与x轴夹 |
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以下是常见的波片，以琼斯矩阵的方式表示，其中
是相位延迟的量。
光学元件 | 琼斯矩阵 |
光轴与x轴平行的波板 |
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光轴与y轴平行的波板 |
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光轴与x轴夹45°的波板 |
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光轴与x轴夹 |
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如果光学元件M相对于本来的坐标旋转了
，则旋转过后的光学元件M'与M的关系如下：
,
而 
.
的线偏振片
的波板