Hvad er en Faraday Rotator?
En Faraday -rotator er en enhed uden bevægelige dele, der ændrer polariseringen eller bølgeformvinklen af lys, der passerer gennem den. Lys passerer gennem luft eller andre materialer som en række bølger, kaldet elektromagnetisk stråling, med egenskaberne ved både elektriske og magnetiske felter. Enheden fungerer på princippet om, at lys, der passerer gennem et krystal eller et fast gennemsigtigt materiale, vil ændre polarisering, hvis der er et magnetfelt.
opdaget af videnskabsmand Michael Faraday I 1845 var effekten af magnetiske felter på lysbølger det første bevis for, at lys var en elektromagnetisk bølge. Han fandt, at ændring af magnetfeltstyrken påvirkede lysets polarisationsvinkel. Navngivet Faraday -effekten er dette grundlaget for rotatoren, der bruger den eksperimentelle effekt i en praktisk enhed.
Lys, der passerer gennem mange materialer, inklusive glas og vand, kan have polarisationsvinklen påvirket uden brug af magnetiske felter. Denne effekt er CALUD -optisk polarisering og producenter af solbriller drager fordel af dette ved at producere linser, der blokerer polariserede vinkler end normalt lys. Effekten af blænding reduceres, fordi reflekteret lys fra vand eller bygninger vil have en anden polarisationsvinkel.
For at bygge en Faraday -rotator omgiver en magnet et gennemsigtigt materiale. Når lyset passerer igennem, får magnetfeltet, at lysbølgen drejes af et specifikt beløb. Mængden af rotation kan bestemmes af en ligning, der bruger magnetfeltstyrken, krystallens længde og verdetkonstanten for materialet. Denne konstant er forskellig for alle materialer og ændringer med temperatur; Konstanters tabeller offentliggøres for materialer ved forskellige temperaturer.
Laserudstyr bruger ofte en Faraday -rotator som en beskyttelsesindretning for at forhindre reflekteret laserenergi i enheden. Når en laser creAtes en lysstråle, det er meget sammenhængende, hvilket betyder, at den indeholder lys af en specifik bølgeform. Når lyset forlader laseren, afspejles det ofte eller passerer gennem andet udstyr, og potentielt kan nogle af lyset afspejles tilbage til laseren. Tilføjelse af en Faraday -rotator forhindrer dette, fordi lyset, der passerer gennem rotatoren, polariseres typisk 45 ° fra den originale bjælke og ikke kan reflektere tilbage. Vinklen kan varieres, men mere polarisering kræver yderligere magnetfeltstyrke.
En yderligere fordel ved en Faraday -rotator er, at lys, der passerer gennem den, og derefter vender tilbage i den modsatte retning ikke drejes tilbage. Hvis lyset polariseres 45 ° af rotatoren og derefter slår et spejl og vender tilbage, vil rotatoren polarisere den yderligere 45 °. Optiske polariserende filtre eller enheder, der skaber specifikke grader af polarisering til laboratoriebrug, kan drage fordel af denne effekt. Dette fungerer ved at reflektere noget af lyset tilbage gennem RotatEller skaber to lysstråler, der er polariseret i forskellige vinkler.