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- A Faraday rotator is a polarization rotator based on the Faraday effect, a magneto-optic effect involving transmission of light through a material when a longitudinal static magnetic field is present. The state of polarization (such as the axis of linear polarization or the orientation of elliptical polarization) is rotated as the wave traverses the device, which is explained by a slight difference in the phase velocity between the left and right circular polarizations. Thus it is an example of circular birefringence, as is optical activity, but involves a material only having this property in the presence of a magnetic field. Circular birefringence, involving a difference in propagation between opposite circular polarizations, is distinct from linear birefringence (or simply birefringence, when the term is not further specified) which also transforms a wave's polarization but not through a simple rotation. The polarization state is rotated in proportion to the applied longitudinal magnetic field according to: where is the angle of rotation (in radians), is the magnetic flux density in the direction of propagation (in teslas), is the length of the path (in metres) where the light and magnetic field interact, and is the Verdet constant for the material. This empirical proportionality constant (in units of radians per tesla per metre, rad/(T·m)) varies with wavelength and temperature and is tabulated for various materials. Faraday rotation is a rare example of non-reciprocal optical propagation. Although reciprocity is a basic tenet of electromagnetics, the apparent non-reciprocity in this case is a result of not considering the static magnetic field but only the resulting device. Unlike the rotation in an optically active medium such as a sugar solution, reflecting a polarized beam back through the same Faraday rotator does not undo the polarization change the beam underwent in its forward pass through the medium, but actually doubles it. Then by implementing a Faraday rotator with a rotation of 45°, inadvertent downstream reflections from a linearly polarized source will return with the polarization rotated by 90° and can be simply blocked by a polarizer; this is the basis of optical isolators used to prevent undesired reflections from disrupting an upstream optical system (particularly a laser). The difference between Faraday rotation and other polarization rotation mechanisms is as follows. In an optically active medium, the polarization direction twists or rotates in the same sense (e.g. like a right-handed screw) for either direction, thus in the case of a plane reflection the original rotation is reversed, returning the incident beam to its original polarization. On the other hand, in a Faraday rotator, passage of light in opposite directions experience a magnetic field in opposite directions relative to the propagation direction, and since the rotation (relative to the direction of propagation) is determined by the magnetic field (see above equation), that rotation is opposite between the two propagating directions. (en)
- Ein Faraday-Rotator nutzt den Faraday-Effekt zum Ändern der Polarisation von elektromagnetischen Wellen wie Licht oder Mikrowellen. Er besteht aus einem Elektro- oder Dauermagneten und einem geeigneten Ausbreitungsmedium, in welchem der Faraday-Effekt für den jeweiligen Frequenzbereich auftritt. Faraday-Rotatoren können in Verbindung mit polarisationsbegrenzenden Bauteilen wie Polarisationsfiltern, Schlitzen o. Ä. zum Umschalten, Abzweigen oder zur Isolation, wie die optischer Isolatoren oder Isolatoren für Mikrowellen, verwendet werden. Sie heißen dann auch Faraday-Isolator. Als Hohlleiter-Bauteil zum richtungsabhängigen Transport von Mikrowellen wie bei einem Zirkulator hat ein Faraday-Dreher auf der einen Seite einen Flansch und am anderen Ende zwei Ports, zu denen jeweils nur die rechtwinklig zueinander stehenden Polarisationsrichtungen der Welle ein- bzw. austreten können. Dazwischen liegt ein Hohlleiterabschnitt, in welchem sich ein Ferritstab befindet. Außen um diesen Abschnitt liegt eine zylindrische Spule, um das Magnetfeld erzeugen und steuern zu können. Zirkulatoren nach dem Faraday-Prinzip können auch in Streifenleitertechnik ausgeführt sein. Bei diesen besteht der Faraday-Dreher aus einer magnetisierten Ferritscheibe, die auf der Streifenleiterstruktur aufliegt. (de)
- El rotador de Faraday es un dispositivo óptico que desfasa la polarización lumínica que incide en él, gracias al material magneto-óptico que lo constituye. Se basa en el Efecto Faraday, el cual demuestra que la polarización de la luz puede verse afectada en función del campo magnético del medio que atraviese. Uno de los haces luminosos incidentes está en resonancia ferromagnética con el material del medio, lo que causa que la velocidad de fase aumente y se adelante del resto de haces.Para lograr que este fenómeno suceda se requiere que el campo magnético presente sea paralelo a la dirección de propagación de la luz. El ángulo de rotación está dado por: Donde es el ángulo de rotación en radiánes. es la densidad de flujo magnético en la dirección de propagación en teslas). es la longitud del trayecto (en metros) donde la luz y el campo magnético interactúan. es la constante de Verdet para el material. Esta constante de proporcionalidad empírica (en unidades de radianes por tesla por metro, rad/(T·m)) varía con la longitud de onda y la temperatura y es tabulada para varios materiales. Las características de los rotadores de Faraday les permiten que sean utilizados en la construcción de dispositivos como los aisladores ópticos, generalmente para conseguir que los haces lumínicos sólo pasen en un sentido. (es)
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- Ein Faraday-Rotator nutzt den Faraday-Effekt zum Ändern der Polarisation von elektromagnetischen Wellen wie Licht oder Mikrowellen. Er besteht aus einem Elektro- oder Dauermagneten und einem geeigneten Ausbreitungsmedium, in welchem der Faraday-Effekt für den jeweiligen Frequenzbereich auftritt. Faraday-Rotatoren können in Verbindung mit polarisationsbegrenzenden Bauteilen wie Polarisationsfiltern, Schlitzen o. Ä. zum Umschalten, Abzweigen oder zur Isolation, wie die optischer Isolatoren oder Isolatoren für Mikrowellen, verwendet werden. Sie heißen dann auch Faraday-Isolator. (de)
- A Faraday rotator is a polarization rotator based on the Faraday effect, a magneto-optic effect involving transmission of light through a material when a longitudinal static magnetic field is present. The state of polarization (such as the axis of linear polarization or the orientation of elliptical polarization) is rotated as the wave traverses the device, which is explained by a slight difference in the phase velocity between the left and right circular polarizations. Thus it is an example of circular birefringence, as is optical activity, but involves a material only having this property in the presence of a magnetic field. Circular birefringence, involving a difference in propagation between opposite circular polarizations, is distinct from linear birefringence (or simply birefringence (en)
- El rotador de Faraday es un dispositivo óptico que desfasa la polarización lumínica que incide en él, gracias al material magneto-óptico que lo constituye. Se basa en el Efecto Faraday, el cual demuestra que la polarización de la luz puede verse afectada en función del campo magnético del medio que atraviese. Uno de los haces luminosos incidentes está en resonancia ferromagnética con el material del medio, lo que causa que la velocidad de fase aumente y se adelante del resto de haces.Para lograr que este fenómeno suceda se requiere que el campo magnético presente sea paralelo a la dirección de propagación de la luz. (es)
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- Faraday-Rotator (de)
- Rotador de Faraday (es)
- Faraday rotator (en)
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