Vad är en Faraday -rotator?
En Faraday -rotator är en anordning utan rörliga delar som ändrar polarisationen, eller vågformvinkeln, av ljus som passerar genom den. Ljus passerar genom luft eller annat material som en serie vågor, kallad elektromagnetisk strålning, med egenskaperna hos både elektriska och magnetiska fält. Enheten fungerar enligt principen att ljus som passerar genom ett kristall eller fast transparent material kommer att förändra polarisering om ett magnetfält finns.
Upptäckt av forskaren Michael Faraday 1845 var effekten av magnetfält på ljusvågor det första beviset på att ljuset var en elektromagnetisk våg. Han fann att förändring av magnetfältstyrkan påverkade ljusets polarisationsvinkel. Med namnet Faraday -effekten är detta grunden för rotatorn, som använder den experimentella effekten i en praktisk anordning.
Ljus som passerar genom många material, inklusive glas och vatten, kan ha polarisationsvinkeln påverkad utan användning av magnetfält. Denna effekt är CALLED optisk polarisering och tillverkare av solglasögon drar nytta av detta genom att producera linser som blockerar polariserade vinklar än normalt ljus. Effekten av bländning reduceras, eftersom reflekterat ljus från vatten eller byggnader kommer att ha en annan polarisationsvinkel.
För att bygga en Faraday -rotator omger en magnet ett transparent material. När ljuset passerar, får magnetfältet att ljusvågen vrids av en specifik mängd. Mängden rotation kan bestämmas av en ekvation som använder magnetfältstyrkan, kristallens längd och materialets verdetkonstant. Denna konstant är annorlunda för alla material och förändringar med temperatur; Konstanters tabeller publiceras för material vid olika temperaturer.
laserutrustning använder ofta en Faraday -rotator som skyddsanordning för att förhindra reflekterad laserenergi i enheten. När en laser CreAtes en ljusstråle, den är mycket sammanhängande, vilket innebär att den innehåller ljus från en specifik vågform. När ljuset lämnar lasern reflekteras det ofta eller passerar genom annan utrustning och potentiellt kan en del av ljuset återspeglas tillbaka till lasern. Att lägga till en Faraday -rotator förhindrar detta, eftersom ljuset som passerar genom rotatorn är polariserad vanligtvis 45 ° från den ursprungliga strålen och inte kan reflektera tillbaka. Vinkeln kan varieras, men mer polarisering kräver ytterligare magnetfältstyrka.
En ytterligare fördel med en Faraday -rotator är att ljus som passerar genom den och sedan återgår i motsatt riktning inte roteras tillbaka. Om ljuset polariseras 45 ° av rotatorn och sedan slår en spegel och returnerar, kommer rotatorn att polarisera den ytterligare 45 °. Optiska polariserande filter, eller enheter som skapar specifika polariseringsgrader för laboratorieanvändning kan dra fördel av denna effekt. Detta fungerar genom att reflektera lite av ljuset genom rotatenEller skapa två ljusstrålar som är polariserade i olika vinklar.