Co je to Faraday Rotator?

Faradayův rotátor je zařízení bez pohyblivých částí, které mění polarizaci nebo úhel tvaru vlny, kterým prochází. Světlo prochází vzduchem nebo jinými materiály jako série vln, zvaných elektromagnetické záření, s charakteristikami elektrického i magnetického pole. Zařízení pracuje na principu, že světlo procházející krystalem nebo pevným průhledným materiálem změní polarizaci, pokud je přítomno magnetické pole.

Vědec Michael Faraday, objevený v roce 1845, byl vliv magnetických polí na světelné vlny prvním důkazem, že světlo bylo elektromagnetickou vlnou. Zjistil, že změna síly magnetického pole ovlivnila polarizační úhel světla. Pojmenovaný Faradayův efekt, to je základ rotátoru, který využívá experimentální efekt v praktickém zařízení.

Světlo procházející mnoha materiály, včetně skla a vody, může ovlivnit polarizační úhel bez použití magnetických polí. Tento efekt se nazývá optická polarizace a výrobci slunečních brýlí to využívají tím, že vyrábějí čočky, které blokují jiné polarizované úhly než normální světlo. Účinek oslnění je snížen, protože odrazené světlo z vody nebo budov bude mít jiný polarizační úhel.

Pro vytvoření faraday rotátoru obklopuje magnet průhledný materiál. Jak světlo prochází, magnetické pole způsobí, že se světelná vlna otočí o určité množství. Velikost rotace může být stanovena pomocí rovnice, která používá sílu magnetického pole, délku krystalu a verdetovou konstantu materiálu. Tato konstanta se liší pro všechny materiály a mění se s teplotou; jsou publikovány tabulky konstant pro materiály při různých teplotách.

Laserové vybavení často používá faraday rotátor jako ochranné zařízení, aby se zabránilo odražené laserové energii do jednotky. Když laser vytváří paprsek světla, je velmi koherentní, což znamená, že obsahuje světlo jednoho specifického tvaru vlny. Když světlo opouští laser, často se odráží nebo prochází jiným zařízením a potenciální část světla by se mohla odrazit zpět do laseru. Přidání faraday rotátoru tomu brání, protože světlo procházející rotátorem je polarizováno obvykle 45 ° od původního paprsku a nemůže odrážet zpět. Úhel se může měnit, ale větší polarizace vyžaduje další sílu magnetického pole.

Další výhodou faradayového rotátoru je to, že světlo procházející skrz něj a poté se vracející se v opačném směru se neotáčí zpět. Pokud je světlo polarizováno rotátorem 45 ° a poté udeří do zrcadla a vrátí se, rotátor jej polarizuje dalších 45 °. Optické polarizační filtry nebo zařízení, která vytvářejí specifické stupně polarizace pro laboratorní použití, mohou tento efekt využít. Toto funguje tak, že odráží část světla zpět rotátorem a vytváří dva světelné paprsky, které jsou polarizovány pod různými úhly.