Faraday Rotator คืออะไร?

rotator Faraday เป็นอุปกรณ์ที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวซึ่งเปลี่ยนโพลาไรเซชันหรือมุมของคลื่นแสงของแสงที่ผ่านมันแสงผ่านอากาศหรือวัสดุอื่น ๆ เป็นชุดของคลื่นที่เรียกว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยมีลักษณะของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กอุปกรณ์ทำงานบนหลักการที่แสงผ่านวัสดุคริสตัลหรือวัสดุโปร่งใสของแข็งจะเปลี่ยนโพลาไรเซชันหากมีสนามแม่เหล็กอยู่

ค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ Michael Faraday ในปี 1845 ผลของสนามแม่เหล็กต่อคลื่นแสงเป็นหลักฐานแรกที่แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเขาพบว่าการเปลี่ยนความแรงของสนามแม่เหล็กส่งผลต่อมุมโพลาไรเซชันของแสงชื่อฟาราเดย์เอฟเฟกต์นี่เป็นพื้นฐานสำหรับ rotator ซึ่งใช้เอฟเฟกต์การทดลองในอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริง

แสงผ่านวัสดุจำนวนมากรวมถึงแก้วและน้ำสามารถมีมุมโพลาไรเซชันได้รับผลกระทบโดยไม่ต้องใช้สนามแม่เหล็กเอฟเฟกต์นี้เรียกว่าโพลาไรเซชันแบบออปติคัลและผู้ผลิตแว่นกันแดดใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้โดยการผลิตเลนส์ที่บล็อกมุมโพลาไรซ์นอกเหนือจากแสงปกติผลของแสงจ้าลดลงเนื่องจากแสงสะท้อนจากน้ำหรืออาคารจะมีมุมโพลาไรเซชันที่แตกต่างกัน

เพื่อสร้าง faraday rotator ซึ่งเป็นแม่เหล็กล้อมรอบวัสดุโปร่งใสเมื่อแสงผ่านไปสนามแม่เหล็กจะทำให้คลื่นแสงหมุนตามจำนวนที่กำหนดปริมาณการหมุนสามารถกำหนดได้โดยสมการที่ใช้ความแรงของสนามแม่เหล็กความยาวของผลึกและค่าคงที่ verdet ของวัสดุค่าคงที่นี้แตกต่างกันสำหรับวัสดุทั้งหมดและการเปลี่ยนแปลงที่มีอุณหภูมิตารางค่าคงที่ได้รับการเผยแพร่สำหรับวัสดุที่อุณหภูมิแตกต่างกัน

อุปกรณ์เลเซอร์มักจะใช้ faraday rotator เป็นอุปกรณ์ป้องกันเพื่อป้องกันพลังงานเลเซอร์ที่สะท้อนเข้ามาในหน่วยเมื่อเลเซอร์สร้างลำแสงของแสงมันมีความสอดคล้องกันมากซึ่งหมายความว่ามันมีแสงของรูปคลื่นที่เฉพาะเจาะจงหนึ่งในขณะที่แสงออกจากเลเซอร์มันมักจะสะท้อนหรือผ่านอุปกรณ์อื่น ๆ และอาจมีแสงบางส่วนที่อาจสะท้อนกลับไปที่เลเซอร์การเพิ่ม faraday rotator ป้องกันสิ่งนี้เนื่องจากแสงที่ผ่าน rotator นั้นเป็นโพลาไรซ์โดยทั่วไป 45 deg;จากลำแสงดั้งเดิมและไม่สามารถสะท้อนกลับได้มุมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่โพลาไรเซชันมากขึ้นต้องใช้ความแรงของสนามแม่เหล็กเพิ่มเติม

ประโยชน์เพิ่มเติมของ faraday rotator คือแสงที่ผ่านมันแล้วกลับไปในทิศทางตรงกันข้ามไม่ได้หมุนกลับถ้าแสงถูกโพลาไรซ์ 45 deg;โดย rotator จากนั้นโจมตีกระจกและส่งคืน rotator จะโพลาไรซ์อีก 45 deg;ตัวกรองโพลาไรซ์แบบออพติคอลหรืออุปกรณ์ที่สร้างระดับโพลาไรเซชันที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการใช้ในห้องปฏิบัติการสามารถใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์นี้สิ่งนี้ใช้งานได้โดยการสะท้อนแสงบางส่วนกลับผ่าน rotator สร้างลำแสงแสงสองลำที่ถูกโพลาไรซ์ในมุมที่แตกต่างกัน