O que é um rotador Faraday?
Um rotador faraday é um dispositivo sem partes móveis que altera a polarização ou o ângulo da forma de onda da luz que passa por ele. A luz passa através do ar ou de outros materiais como uma série de ondas, chamadas radiação eletromagnética, com as características dos campos elétrico e magnético. O dispositivo trabalha com o princípio de que a luz que passa através de um cristal ou material transparente sólido altera a polarização se houver um campo magnético.
Descoberto pelo cientista Michael Faraday em 1845, o efeito dos campos magnéticos nas ondas de luz foi a primeira evidência de que a luz era uma onda eletromagnética. Ele descobriu que a alteração da força do campo magnético afetava o ângulo de polarização da luz. Nomeado Efeito Faraday, essa é a base do rotador, que usa o efeito experimental em um dispositivo prático.
A luz que passa por muitos materiais, incluindo vidro e água, pode ter o ângulo de polarização afetado sem o uso de campos magnéticos. Esse efeito é chamado de polarização óptica, e os fabricantes de óculos de sol tiram vantagem disso produzindo lentes que bloqueiam ângulos polarizados que não a luz normal. O efeito do brilho é reduzido, porque a luz refletida da água ou dos edifícios terá um ângulo de polarização diferente.
Para construir um rotador distante, um ímã envolve um material transparente. À medida que a luz passa, o campo magnético faz com que a onda de luz seja girada em uma quantidade específica. A quantidade de rotação pode ser determinada por uma equação que usa a força do campo magnético, o comprimento do cristal e a constante de verdet do material. Essa constante é diferente para todos os materiais e muda com a temperatura; tabelas de constantes são publicadas para materiais em diferentes temperaturas.
O equipamento a laser geralmente usa um rotador distante como dispositivo de proteção, para evitar a energia refletida do laser na unidade. Quando um laser cria um feixe de luz, é muito coerente, o que significa que contém luz de uma forma de onda específica. À medida que a luz sai do laser, ela geralmente é refletida ou passa por outros equipamentos e, potencialmente, parte da luz pode ser refletida de volta para o laser. A adição de um rotador distante evita isso, porque a luz que passa pelo rotador é polarizada tipicamente a 45 ° do feixe original e não pode refletir de volta. O ângulo pode variar, mas mais polarização requer força adicional do campo magnético.
Um benefício adicional de um rotador de faraday é que a luz que passa por ele e depois retorna na direção oposta não é girada para trás. Se a luz for polarizada em 45 ° pelo rotador e, em seguida, atingir um espelho e retornar, o rotador polarizará outros 45 °. Filtros polarizadores ópticos, ou dispositivos que criam graus específicos de polarização para uso em laboratório, podem tirar proveito desse efeito. Isso funciona refletindo parte da luz de volta através do rotador, criando dois feixes de luz polarizados em ângulos diferentes.