ротатор Фарадея

Механизм поляризации обусловлен эффектом Фарадея. Силовые линии обычно замыкаются постоянным магнитом вокруг вращателя.

Вращатель Фарадея — это вращатель поляризации , основанный на эффекте Фарадея — магнитооптическом эффекте, включающем пропускание света через материал при наличии продольного статического магнитного поля. Состояние поляризации (например, ось линейной поляризации или ориентация эллиптической поляризации ) вращается при прохождении волны через устройство, что объясняется небольшой разницей фазовой скорости между левой и правой круговой поляризацией . Таким образом, это пример кругового двойного лучепреломления , как и оптическая активность , но в нем используется материал, обладающий этим свойством только в присутствии магнитного поля .

Механизм

Круговое двойное лучепреломление, включающее разницу в распространении между противоположными круговыми поляризациями, отличается от линейного двойного лучепреломления (или просто двойного лучепреломления , если этот термин дополнительно не уточняется), которое также преобразует поляризацию волны, но не посредством простого вращения.

Состояние поляризации вращается пропорционально приложенному продольному магнитному полю согласно:

$\beta =VBd\!$

где $\beta$ — угол поворота (в радианах ), $B$ — плотность магнитного потока в направлении распространения (в теслах ), $d$ длина пути (в метрах), на котором взаимодействуют свет и магнитное поле, и $V$ – константа Верде для материала. Эта эмпирическая константа пропорциональности (в единицах радиан на тесла на метр, рад/(Тм)) меняется в зависимости от длины волны и температуры. и сведено в таблицу для различных материалов.

Фарадеевское вращение — редкий пример невзаимного оптического распространения. Хотя взаимность является основным принципом электромагнетизма , кажущаяся невзаимность в этом случае является результатом не рассмотрения статического магнитного поля, а только результирующего устройства. В отличие от вращения в оптически активной среде, такой как раствор сахара, отражение поляризованного луча обратно через тот же вращатель Фарадея не отменяет изменения поляризации, которое луч претерпел при прямом прохождении через среду, а фактически удваивает его. Затем, внедрив ротатор Фарадея с поворотом на 45 °, непреднамеренные нисходящие отражения от линейно поляризованного источника вернутся с поляризацией, повернутой на 90 °, и их можно будет просто заблокировать поляризатором ; это основа оптических изоляторов, используемых для предотвращения разрушения нежелательными отражениями входной оптической системы (особенно лазера).

Отличие фарадеевского вращения от других механизмов вращения поляризации состоит в следующем. В оптически активной среде направление поляризации скручивается или вращается в одном и том же направлении (например, как правый винт) в любом направлении, поэтому в случае плоского отражения исходное вращение меняется на противоположное, возвращая падающий луч в исходное состояние. поляризация. С другой стороны, в ротаторе Фарадея при прохождении света в противоположных направлениях действует магнитное поле, противоположное направлению распространения, а поскольку вращение (относительно направления распространения) определяется магнитным полем (см. выше уравнение), что вращение в двух направлениях распространения противоположно.

См. также

• Атомный сетевой фильтр