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光按其偏振态不同可分为三类：非偏振光、完全偏振光和部分偏振光。下面分别加以说明。
1. 非偏振光(自然光)
图17-1 自然光表示法
(a)自然光中光矢量E振动的对称分布；
(b)自然光可用互相独立、互相垂直且振幅相等的光振动表示；
(c)自然光的两种图示法，短线和黑点的数目相同
普通光源发的光都是非偏振光，因此非偏振光也称为自然光。普通光源是由大量原子或分子组成的，所以，普通光源发出的光是由大量原子或分子发出的光复合而成的。每个原子或分子在某一瞬间发出的光，其光矢量E都与光的传播方向垂直，并具有一定的振动方向。但是，不同原子或分子的发光过程是完全独立、彼此无关的，它们在同一时刻发出的光，光矢量E的振动方向是随机取向的，是各不相同的。另外，即使是一个原子或分子先、后连续发出的两个光波列，其光矢量E的振动方向一般也是不同的。由此可见，普通光源发出的光的光矢量E在垂直于传播方向的平面上将随机取向，没有哪个方向比其他方向占优势，即在所有可能的方向上，光矢量E的振幅都相等或光矢量E以传播方向为轴对称分布，如图17-1(a)所示。这样的光就是非偏振光，或称为自然光。
为了方便地描述光的不同偏振态，可把光矢量分解到两个彼此垂直的方向表示成分量的形式。对于自然光，如图17-1(b)所示，总可以用一对互相垂直且振幅相等的光振动来表示。这也说明了自然光的光矢量在任意两个彼此独立(相互垂直)方向上的分量是相等的，没有哪个方向上的分量占优势。图17-1(c)画出了自然光的两种图示法，用纸面内较长的单箭头线表示光的传播方向，用交替的短线(或双箭头短线)和黑点分别表示平行于纸面和垂直于纸面的光振动，这些光振动与传播方向也垂直，短线和黑点数目的多少可形象地表示光振动在两个互相垂直方向上分量的强弱。用这种方式表示自然光时，交替画出的短线和黑点的数目相等。
应当注意，自然光中各光矢量之间没有固定的相位关系，因此在自然光表示法中的两个互相垂直方向上的振动也没有固定的相位关系。但这两个互相垂直的振动却具有相同的振幅，所以，它们具有相同的强度，都等于自然光强度的一半。
2. 完全偏振光
完全偏振光又分成两种，即线偏振光和椭圆偏振光(包括圆偏振光)。
如果在垂直于传播方向的平面上，光矢量E只沿一个确定的方向振动，这种光就是一种完全偏振光，又称为线偏振光或平面偏振光。线偏振光的光矢量的振动方向与传播方向组成的平面称为振动面，如图17-2(a)所示。线偏振光的表示方法如图17-2(b)所示，其中传播光线上的黑点表示光矢量垂直于纸面，与光传播方向垂直的双箭头线或短线表示光矢量在纸面内。
图17-2 线偏振光表示法
(a)线偏振光传播示意图；(b)线偏振光图示法
如果光矢量E在沿着光的传播方向前进的同时，还绕着传播方向匀速转动。如果光矢量在转动过程中其大小不断变化，且在正对光的传播方向观察，其端点画出一个椭圆，这种完全偏振光就叫做椭圆偏振光。如果光矢量在转动过程中大小不变，其端点画出一个圆，这种光就成了圆偏振光。实际上，椭圆偏振光或圆偏振光可以看成是两个相互垂直且有一定相位差的线偏振光的合成。
3. 部分偏振光
在垂直于传播方向的平面上，如果光矢量E可以取任何方向，但在不同方向上，其振幅不同，在某一方向上的光振动较强，而在与之垂直方向上的光振动较弱，如图17-3(a)、(b)所示，这种光称为部分偏振光。部分偏振光的的表示方法如图17-3(c)所示，其中短线和黑点的数目不同，短线数目多表示在纸面内的光振动较强，黑点数目多表示垂直于纸面的光转动较强。
图17-3 部分偏振光表示法
(a)光矢量E在各个方向上的振幅不相等；
(b)部分偏振光可用互相独立、互相垂直且振幅不相等的光振动表示；
(c)部分偏振光的两种图示法，短线和黑点的数目不同
部分偏振光是介于自然光和线偏振光之间的一种光的偏振态。部分偏振光也可以看成是自然光和线偏振光的混合。自然界中我们看到的许多光都是部分偏振光。
奇妙的偏振光