Was ist ein Faraday -Rotator?
Ein Faraday -Rotator ist ein Gerät ohne sich bewegende Teile, die die Polarisation oder den Wellenformwinkel des durch sie gelegenen Lichts verändern. Licht verläuft durch Luft oder andere Materialien als eine Reihe von Wellen, die als elektromagnetische Strahlung bezeichnet werden und die Eigenschaften sowohl der elektrischen als auch der Magnetfelder. Das Gerät arbeitet nach dem Prinzip, dass Licht, das durch ein kristalles oder festes transparentes Material führt, die Polarisation ändert, wenn ein Magnetfeld vorliegt.
vom Wissenschaftler Michael Faraday im Jahr 1845 entdeckt, war die Wirkung von Magnetfeldern auf Lichtwellen der erste Beweis dafür, dass Licht eine elektromagnetische Welle war. Er stellte fest, dass die Änderung der Magnetfeldstärke den Polarisationswinkel des Lichts beeinflusste. Dies ist die Grundlage für den Rotator, der den experimentellen Effekt in einem praktischen Gerät verwendet.
Licht durch viele Materialien, einschließlich Glas und Wasser, kann den Polarisationswinkel ohne Verwendung von Magnetfeldern beeinträchtigen lassen. Dieser Effekt ist ca.Die optische Polarisation von Lled und die Sonnenbrillenhersteller nutzen dies, indem sie Linsen produzieren, die andere polarisierte Winkel als normales Licht blockieren. Die Wirkung von Blendung wird verringert, da reflektiertes Licht aus Wasser oder Gebäuden einen anderen Polarisationswinkel aufweist.
Um einen Faraday -Rotator zu bauen, umgibt ein Magnet ein transparentes Material. Wenn das Licht durchläuft, wird das Magnetfeld dazu führt, dass die Lichtwelle durch eine bestimmte Menge gedreht wird. Die Rotationmenge kann durch eine Gleichung bestimmt werden, die die Magnetfeldstärke, die Länge des Kristalls und die grüne Konstante des Materials verwendet. Diese Konstante unterscheidet sich für alle Materialien und Veränderungen mit der Temperatur. Tabellen von Konstanten werden für Materialien bei verschiedenen Temperaturen veröffentlicht.
Lasergeräte verwendet häufig einen Faraday -Rotator als Schutzvorrichtung, um reflektierte Laserenergie in das Gerät zu verhindern. Wenn ein Laser CreEs ist sehr kohärent, was bedeutet, dass er Licht einer bestimmten Wellenform enthält. Wenn das Licht den Laser verlässt, wird es häufig reflektiert oder durch andere Geräte geleitet, und möglicherweise kann ein Teil des Lichts bis zum Laser reflektiert werden. Das Hinzufügen eines Faraday -Rotators verhindert dies, da das durch den Rotator verlaufende Licht typischerweise 45 ° vom ursprünglichen Strahl polarisiert ist und nicht zurück reflektieren kann. Der Winkel kann unterschiedlich sein, aber mehr Polarisation erfordert eine zusätzliche Magnetfeldstärke.
Ein zusätzlicher Vorteil eines Faraday -Rotators ist, dass das durch ihn durchliegende Licht und dann in die entgegengesetzte Richtung nicht gedreht wird. Wenn das Licht durch den Rotator 45 ° polarisiert wird und dann einen Spiegel trifft und zurückkehrt, polarisiert der Rotator ihn weitere 45 °. Optische Polarisationsfilter oder Geräte, die spezifische Polarisationsgrade für die Laboreinsatz erzeugen, können diesen Effekt nutzen. Dies funktioniert, indem es einen Teil des Lichts durch den Rotat reflektiertOder zwei Lichtstrahlen erzeugen, die in verschiedenen Winkeln polarisiert sind.