| 一、偏振光的概念
光波是横波，光矢量在垂直于波线的平面上作二维振动，光矢量的振动方式，叫做光波的偏振态。光矢量在一条直线上作简谐振动，叫做线偏振光，如果光矢量的矢头的轨迹为椭圆（或圆），这种光叫做椭圆偏振光。普通的光源，是大量原子（分子）的集合，每个原子（分子）都可能随机的辐射光波，由一个宏观光源辐射出来的光波是各个原子（分子）辐射的光波的合波，光波的偏振方向和光强都是随机变量，这种以等概率呈现为各种偏振态的光，通常认为是非偏振光。
二、偏振光的物理特性
偏振光在各向异向性介质中有很多特殊的性质。常见的包括，双折射，旋光效应，场致双折射效应等。
双折射现象是指各向异向性介质对于不同偏振方向的光波有不同的吸收系数和折射率，对于各向同向性介质，在外力或应力的作用下，也可以表现出各向异向的双折射特性。这种折射率的不同，表现为折射角和相位不同。双折射的特性已经部分应用在眼科，例如GDx，RTA等仪器中就是通过测量相位差来达到测量视网膜神经纤维层厚度的目的。
旋光效应是指线偏振光在通过一些特定的晶体、非晶体、液体和气体的光轴时，偏振面会发生旋转，且旋转角度与光波在介质中传播的距离成正比。同分异构体可以表现出不同的旋光性，例如人体内的葡萄糖均表现出右旋的特性。由于溶液的旋光率与溶液的浓度成正比，故旋光效应广泛的应用于生物化学中各种物质浓度的测量。
场致双折射效应是指在电场磁场的作用下，各向同向性介质，也可以表现出各向异向的双折射特性。应用于电光调制器等光电子元件。
三、人体组织的偏振性质
人体组织，多数也不是各向同向性的物质，在一些透明的组织，这种各向异向的特点表现得更为明显。
角膜的双折射几乎是线性的，对偏振光相位的延迟量在中心处近似为常数，沿半径方向向边缘逐渐增大，左右眼的延迟性对称。角膜基本上不会对入射的完全偏振光去偏。
晶状体的延迟非常小，并且从晶状体的中心到边缘逐渐减小。晶状体的双折射是线性的，但是具有沿半径向外减小的空间相关性。
对于视网膜的偏振特性是研究最多的，视网膜的双折射主要来自于视网膜神经纤维层（RNFL），平行和垂直于RNFL偏振反射光由于RNFL的双折射特性而具有相位差，也就是偏振光相位的延迟量，这一延迟量与RNFL的厚度成正比。
房水作为一种生物体内的溶液，也具有旋光性，旋光率与溶液的浓度成正比。对于房水，主要的可变溶质是葡萄糖，所以房水的延迟量是与葡萄糖浓度相关的。
四、常用的分析工具
偏振光的分析不同于其它常规的医学研究，需要应用大量工程、物理以及数学的方法和技术。最简单的分析工具是偏振片，通过两个偏振片，一个用来起偏，一个用来检偏，和一个功率计，就可以测量偏振面的旋转方向和角度。
目前研究常用的分析工具不论是液晶图像偏振仪、穆勒矩阵图像偏光仪还是偏振地形图都是以这个模型为基础的。
琼斯矩阵和穆勒矩阵是偏振分析的强有力的数学工具。琼斯矩阵可以写成
Ej= G（φ1,φ2）S(θ)Ei
其中G（φ1,φ2）,S(θ),Ei分别称为光波通过双折射波片的位相矩阵、旋转矩阵和相当光源矩阵，使用琼斯矩阵可以使许多运算变得简单，也使光路的数学描述更为简单，例如起偏镜就可以简单的表述为位相矩阵、旋转矩阵均为单位矩阵。穆勒矩阵与琼斯矩阵相似，是一个4×4的矩阵，它的元素全部为实数，代表光强的变化。它既可以应用于完全偏振光，亦可应用于部分偏振甚至非偏振光。与琼斯矩阵比较，穆勒矩阵的应用范围更广。
五、在眼科中的应用
偏振光的各种性质最早被应用于眼科，其中最常用的是利用视网膜神经纤维层的双折射性质来测量其厚度。视网膜的双折射主要来自于视网膜神经纤维层（RNFL），平行和垂直于RNFL偏振反射光由于RNFL的双折射特性而具有相位差，也就是偏振光相位的延迟量，这一延迟量与RNFL的厚度成正比。Weinreb等人改进了扫描激光偏振检眼镜，测量了猴眼的眼底，并其视网膜神经纤维层做了组织学切片，对照其厚度与偏振延迟度，Weinreb发现1度的延迟对应于约7.4μm的RNFL厚度，并且有很好的线性相关性。相应的结果在人体也存在。于是基于双折射的RNFL厚度分析开始了大规模的研究，到目前已经有实用的设备应用于临床，例如GDx和RTA。
对于角膜的偏振特性的研究使角膜的厚度分析也成为可能，由于角膜屈光手术的飞速发展，这一类的研究正逐渐成为偏振光研究的热点。
眼球作为一个透明组织，可以表现许多的全身疾病症状，也可以成为检测全身疾病指标的一个窗口。房水也具有旋光性，旋光率的变化主要由溶解的葡萄糖浓度决定，所以房水的延迟量是与葡萄糖浓度相关的，通过测量房水的延迟量可以推算出房水中葡萄糖浓度，也就可以间接测量血糖浓度。这是一个完全非侵入性的检查手段，也为各种生化检查打开了新的思路。
六、未来的应用
可以看出偏振光还有许多诱人的特性没有应用在眼科领域。从偏振片的遮光作用到场致双折射性质，以及液晶这一受控偏振材料。偏振的研究在眼科还是大有所为。
参考文献略
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