TE、TM、TEM波、垂直极化波和水平极化波

电磁波：电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，因此电磁波是横波。且电场与磁场是同相位的,即电场最大时,磁场也最大。 光波，通常是指电磁波谱中的可见光。
横波：波的振动方向和波的传播方向相互垂直的波称为纵波。
纵波：波的振动方向和波的传播方向相同的波称为纵波。

对于随时间作正弦变化的电磁波，按照其电场强度E与磁场强度H的等相面（即波前面）为球面、柱面或平面的不同情况，电磁波又有球面波、柱面波与平面波之分。

平面波: 平面波是指传播时波面（即波的等相面）为平面的电磁波。分析平面波是一种将3维波简化为2维波的分析方法，此种方法可以表征电磁波的特性，但实际中并不存在平面波，只是在一些远场问题分析时可以将3维电磁波等效于2维平面波分析。波传播的空间称为波场。在波场中，代表波传播方向的射线，称为波射线，也简称为波线。最简单的情况就是波的振动如正弦函数一样，波场中同一时刻振动相位相同的点的轨迹，称为波面。某一时刻波源最初的振动状态传到的波面叫做波前或波阵面，即最前方的波面。因此，任意时刻只有一个波前，而波面可有任意多个。波面为平面的即为平面波。
柱面波：波阵面为同轴柱面的波。
球面波：球面波是指波阵面为同心球面的波。
下图从左至右分别为平面波、柱面波和球面波

光波的传播形态分类

电磁波在自由空间中传播时，无TE或TM的说法，所以统称为TEM；而在波导中，电磁波一维受限，此时会在受限方向上产生模式分布，即MAXWELL方程组可以分解为两个独立的方程组，分别为TE和TM波。光的传播形态分类：根据传播方向上有无电场分量或磁场分量，可分为如下三类，任何光都可以这三种波的合成形式表示出来。

• TEM波：在传播方向上没有电场和磁场分量，称为横电磁波。
• TE波：在传播方向上有磁场分量但无电场分量，称为横电波。
• TM波：在传播方向上有电场分量而无磁场分量，称为横磁波。

垂直极化波和水平极化波

电磁波电场强度的取向和幅值随时间而变化的性质，在光学中称为偏振。如果这种变化具有确定的规律，就称电磁波为极化电磁波(简称极化波)。极化方式有两类：一种是线极化，一种是圆极化。其中在线极化方式下又分为水平极化和垂直极化，圆极化方式下又分左旋圆极化和右旋圆极化。
垂直极化波：电场强度方向垂直于地面。
水平极化波：电场强度方向平行于地面。

一般通信采用的是垂直极化波。因为大地是良导体，如果用水平极化波的话，电磁波的电场矢量平行于大地，会在大地表面产生极化电流产生热能而使电场信号迅速衰减。
在考虑电磁波在不同介质之间的传播这个场景的时候：水平极化波指电场矢量平行于入射面的线极化波；垂直极化波指电场矢量垂直于入射面的线极化波。
补充说明：现实中，真正的线极化波是不存在的。所谓的“线极化波”只不过是轴比很大的椭圆极化波罢了（理论上轴比趋于无穷大的椭圆极化波称线极化波）。

偏振：波的振动方向相对于传播方向的不对称性称为偏振。只有横波才有偏振现象。具有偏振性的光则称为偏振光。
当一束光照射到金属的表面时，入射光和金属表面的法线所在的平面为入射面。入射光波的电矢量(光矢量)可以分解为相互正交的两个偏振光分量，p分量：平行于入射面振动，s分量：垂直于入射面振动。电矢量垂直于入射面的偏振光称为S偏振光或TE波，电矢量平行于入射面偏振光称为P偏振光或TM波。
其中TE波(垂直极化波、s波)和TM波(水平极化波、p波)，分别对应于光学中的s偏振光，p偏振光

入射面：由入射光线与入射点处的法线所构成的平面。

参考文献：http://www.doc88.com/p-8982846263032.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_758521400102vy73.html
https://zhidao.baidu.com/question/235118189.html
https://www.zhihu.com/question/30060110
https://www.docin.com/p-1041197007.html
https://know.baidu.com/question/305bdaf4bfe9b8e98446672854d83a798306339