Faraday Rotator Nedir?

Işık Dalgalarının Faraday İle İlşkisi

Bir faraday döndürücü, içinden geçen ışığın polarizasyonunu veya dalga biçimi açısını değiştiren hareketli parçası olmayan bir cihazdır. Işık, hem elektrik hem de manyetik alanların özelliklerine sahip, elektromanyetik radyasyon adı verilen bir dizi dalga olarak havadan veya diğer malzemelerden geçer. Cihaz, bir kristal alan veya katı bir saydam malzemeden geçen ışığın, bir manyetik alan mevcutsa polarizasyonu değiştireceği prensibiyle çalışır.

Bilim adamı Michael Faraday tarafından 1845’te keşfedilen manyetik alanların ışık dalgaları üzerindeki etkisi ışığın elektromanyetik bir dalga olduğunun ilk kanıtıydı. Manyetik alan kuvvetini değiştirmenin ışığın kutuplanma açısını etkilediğini buldu. Faraday Etkisi olarak adlandırılan, pratik bir cihazda deneysel efekt kullanan rotator için temel oluşturur.

Cam ve su da dahil olmak üzere birçok malzemeden geçen ışık, polarizasyon açısını manyetik alan kullanılmadan etkileyebilir. Bu etkiye optik polarizasyon denir ve güneş gözlüğü üreticileri bundan normal ışıktan başka polarize açıları engelleyen lensler üreterek bundan yararlanırlar. Parlama etkisi azaltılmıştır, çünkü sudan veya binalardan yansıyan ışık farklı polarizasyon açısına sahip olacaktır.
Bir faraday rotator oluşturmak için, bir mıknatıs saydam bir materyali çevrelemektedir. Işık geçerken, manyetik alan ışık dalgasının belirli bir miktarda dönmesine neden olur. Dönme miktarı, manyetik alan kuvvetini, kristalin uzunluğunu ve malzemenin verdet sabitini kullanan bir denklem ile belirlenebilir. Bu sabit tüm malzemeler için farklıdır ve sıcaklıkla değişir; Farklı sıcaklıklarda malzemeler için sabit tablolar yayımlanır.

Lazer ekipmanı, cihaza yansıtılan lazer enerjisini önlemek için genellikle bir faraday döndürücü kullanır. Bir lazer bir ışın demeti oluşturduğunda, çok tutarlıdır, yani belirli bir dalga formunun ışığını içerir. Işık lazeri terk ettikçe, çoğu zaman diğer ekipmandan yansıtılır veya geçer ve potansiyel olarak ışığın bir kısmı lazere geri yansıtılabilir. Bir faraday rotator eklenmesi bunu önler, çünkü rotatordan geçen ışık orijinal ışından tipik olarak 45 ° kutuplanır ve geri yansıtılamaz. Açı değişebilir, ancak daha fazla polarizasyon ek manyetik alan kuvveti gerektirir.

Bir faraday rotatorunun ek bir yararı, içinden geçen ve daha sonra ters yönde dönen ışığın geri döndürülmemesidir. Işık, döndürücü tarafından 45° polarize edilirse ve sonra bir aynaya çarpar ve geri dönerse, döndürücü başka bir 45 ° polarize edecektir. Optik polarizasyon filtreleri veya laboratuar kullanımı için belirli derecelerde polarizasyon oluşturan cihazlar bu etkiden faydalanabilir. Bu, ışığın bir kısmını döndürücüye geri yansıtarak ve farklı açılardan kutuplanmış iki ışık ışını oluşturarak çalışır.