Hva er en Faraday -rotator?
En Faraday -rotator er en enhet uten bevegelige deler som endrer polarisering, eller bølgeformvinkel, av lys som passerer gjennom den. Lys passerer gjennom luft eller andre materialer som en serie bølger, kalt elektromagnetisk stråling, med egenskapene til både elektriske og magnetiske felt. Enheten fungerer på prinsippet om at lys som passerer gjennom et krystall eller fast gjennomsiktig materiale vil endre polarisering hvis et magnetfelt er til stede.
oppdaget av forsker Michael Faraday I 1845 var effekten av magnetiske felt på lette bølger det første beviset på at lys var en elektromagnetisk bølge. Han fant ut at å endre magnetfeltstyrken påvirket polarisasjonsvinkelen på lyset. Navngivet Faraday -effekten, er dette grunnlaget for rotatoren, som bruker den eksperimentelle effekten i en praktisk enhet.
Lys som passerer gjennom mange materialer, inkludert glass og vann, kan ha polarisasjonsvinkelen påvirket uten bruk av magnetiske felt. Denne effekten er CALled optisk polarisering, og produsenter av solbriller drar nytte av dette ved å produsere linser som blokkerer andre vinkler enn normalt lys. Effekten av gjenskinn reduseres, fordi reflektert lys fra vann eller bygninger vil ha en annen polarisasjonsvinkel.
For å bygge en Faraday -rotator, omgir en magnet et gjennomsiktig materiale. Når lyset går gjennom, fører magnetfeltet til at lysbølgen blir snudd med en spesifikk mengde. Rotasjonsmengden kan bestemmes av en ligning som bruker magnetfeltstyrken, lengden på krystallen og verden -konstanten til materialet. Denne konstanten er forskjellig for alle materialer og endringer med temperatur; Tabeller med konstanter er publisert for materialer ved forskjellige temperaturer.
Laserutstyr bruker ofte en Faraday -rotator som beskyttelsesenhet, for å forhindre reflektert laserenergi i enheten. Når en laserkreAtes en lysstråle, den er veldig sammenhengende, noe som betyr at den inneholder lys fra en spesifikk bølgeform. Når lyset forlater laseren, reflekteres det ofte eller passerer gjennom annet utstyr, og potensielt kan noe av lyset reflekteres tilbake til laseren. Å legge til en Faraday -rotator forhindrer dette, fordi lyset som går gjennom rotatoren er polarisert typisk 45 ° fra den opprinnelige bjelken og ikke kan reflektere tilbake. Vinkelen kan varieres, men mer polarisering krever ekstra magnetfeltstyrke.
En ekstra fordel med en Faraday -rotator er at lyset som går gjennom den og deretter kommer tilbake i motsatt retning ikke roteres tilbake. Hvis lys polariseres 45 ° av rotatoren, og deretter slår et speil og kommer tilbake, vil rotatoren polarisere det ytterligere 45 °. Optiske polariserende filtre, eller enheter som skaper spesifikke grader av polarisering for laboratoriebruk, kan dra nytte av denne effekten. Dette fungerer ved å reflektere noe av lyset tilbake gjennom rotatenEller skape to lysstråler som er polarisert i forskjellige vinkler.