光束是满足麦克斯韦方程的电磁 (EM) 场。对于非相对论应用,它们可以用电场和磁场来描述。与电场相比,光的磁场往往可以忽略不计,在本文的其余部分它将被忽略。电场是一个三维矢量函数,它被描述为空间和时间的函数,即E ( r ,t)=(E 1 ( r ,t), E 2 ( r ,t), E 3 ( r ,t))。然而,对于许多光学应用,特别是在所有光束准直的应用中,电场可以在近轴近似内描述。在此近似中,假设单色响应,E ( r ,t) 可以表示为横向标量函数乘以单一二维矢量,即E ( r ,t)=E(x,y) exp(ik z z-iωt) u ,其中 u =u x x +u y y 称为极化矢量。