Wat is een Faraday -rotator?

Een Faraday -rotator is een apparaat zonder bewegende delen dat de polarisatie of golfvormhoek verandert, van licht die erdoorheen gaat.Licht gaat door lucht of andere materialen als een reeks golven, genaamd elektromagnetische straling, met de kenmerken van zowel elektrische als magnetische velden.Het apparaat werkt volgens het principe dat licht dat door een kristal of vast transparant materiaal gaat, de polarisatie zal veranderen als een magnetisch veld aanwezig is.

Ontdekt door wetenschapper Michael Faraday in 1845, het effect van magnetische velden op lichtgolven was het eerste bewijs dat lichtwas een elektromagnetische golf.Hij ontdekte dat het veranderen van de magnetische veldsterkte de polarisatiehoek van het licht beïnvloedde.Het Faraday -effect genoemd, dit is de basis voor de rotator, die het experimentele effect in een praktisch apparaat gebruikt.

Licht dat door veel materialen gaat, waaronder glas en water, kan de polarisatiehoek laten beïnvloeden zonder het gebruik van magnetische velden.Dit effect wordt optische polarisatie genoemd en fabrikanten van zonnebrillen profiteren hiervan door lenzen te produceren die andere gepolariseerde hoeken blokkeren dan normaal licht.Terwijl het licht erdoorheen gaat, zorgt het magnetische veld ervoor dat de lichtgolf met een specifieke hoeveelheid wordt gedraaid.De hoeveelheid rotatie kan worden bepaald door een vergelijking die de magnetische veldsterkte, de lengte van het kristal en de verderetconstante van het materiaal gebruikt.Deze constante is anders voor alle materialen en verandert met temperatuur;Tabellen van constanten worden gepubliceerd voor materialen bij verschillende temperaturen.

Laserapparatuur gebruikt vaak een Faraday -rotator als een beschermingsapparaat, om gereflecteerde laserergie in de eenheid te voorkomen.Wanneer een laser een lichtstraal creëert, is deze erg coherent, wat betekent dat het licht van één specifieke golfvorm bevat.Terwijl het licht de laser verlaat, wordt het vaak gereflecteerd of door andere apparatuur en mogelijk een deel van het licht kan worden gereflecteerd in de laser.Het toevoegen van een Faraday -rotator voorkomt dit, omdat het licht dat door de rotator gaat, typisch 45 deg wordt gepolariseerd;van de originele balk en kan niet terug reflecteren.De hoek kan worden gevarieerd, maar meer polarisatie vereist extra magnetische veldsterkte.

Een bijkomend voordeel van een Faraday -rotator is dat licht erdoorheen gaat en vervolgens in de tegenovergestelde richting terugkeert, niet wordt geroteerd.Als licht is gepolariseerd 45 deg;Door de rotator, en vervolgens een spiegel slaat en keert terug, zal de rotator deze nog een 45 deg;..Optische polariserende filters, of apparaten die specifieke polarisatiegraden voor laboratoriumgebruik creëren, kunnen van dit effect profiteren.Dit werkt door een deel van het licht terug te reflecteren door de rotator, waardoor twee lichtstralen worden gecreëerd die onder verschillende hoeken worden gepolariseerd.