Перечисленные выше параметры Стокса определены исходя из электромагнитной природы света. Однако, их физический смысл может быть понятен при рассмотрении следующего мысленного эксперимента. Предположим, что имеется набор из четырех поляризационных фильтров F1, F2, F3, F4, обладающих следующими свойствами. Каждый фильтр пропускает 0,5 интенсивности падающего неполяризованного света и ориентирован таким образом, что его плоские поверхности вертикальны и перпендикулярны лучу. Фильтр F1 одинаково влияет на любой падающий луч, независимо от его поляризации, иначе говоря, F1 обладает изотропными свойствами. Фильтр F2 непрозрачен для падающего света с вертикальным направлением электрических колебаний, F3 полностью поглощает свет, поляризованный под -45°, F4 не пропускает левоциркулярный свет.

Таким образом, набор состоит из следующих фильтров: неполяризующего, поляризующего линейно горизонтально, линейно под углом 45° и правоциркулярно (рис. 4.2).


Рисунок 4.2. Формы поляризации, создаваемой четырьмя фильтрами, применяемыми для определения четырех параметров Стокса светового пучка.

В комбинации с этими устройствами применяется детектор, нечувствительный к поляризации и калиброванный по интенсивности или, точнее, по мощности. Площадь его должна быть не меньше поперечного сечения исследуемого пучка.

Метод заключается в том, что на пути луча помещают детектор; после этого последовательно вводят каждый из четырех фильтров, отмечают четыре показания детектора и умножают каждую величину на 1/0,5. Из четырех полученных значений V1, V2, V3, V4 мы рассчитываем четыре параметра S1, S2, S3 следующим образом

S0 = V1
S1 = V2 - V1
S2 = V3 - V1
S3 = V4 - V1

При сложении двух или нескольких некогерентных пучков S(j) вектор Стокса суммарного пучка S(Σ) находится сложением векторов исходных пучков :

S(Σ) = ΣS(j) (26)

Если исходные пучки излучения когерентны или частично когерентны, то для нахождения характеристик суммарного пучка метод вектора Стокса неприменим или применим с соблюдением определенных мер предосторожности. При сложении когерентных пучков необходимо использовать формализм вектора Джонса.