Фарадея эффект

Входы: напряженность магнитного поля, угол поворота.

Выходы: световой поток.

Графическая иллюстрация:

Рис.2.67. Эффект Фарадея

Сущность:

Эффект Фарадея - один из эффектов магнитооптики. Заключается во вращении плоскости поляризации электромагнитного излучения (например, света), распространяющегося в веществе вдоль силовых линий постоянного магнитного поля, проходящих через это вещество.

Принципиальная схема устройства для наблюдения эффекта Фарадея показана на (рис. 2.67). Схема состоит из источника света, поляризатора, анализатора и фотоприемника. Между поляризатором и анализатором помещается исследуемый образец. Угол поворота плоскости поляризации отсчитывается по углу поворота анализатора до восстановления полного гашения света при включенном магнитном поле.

Если линейно-поляризованный свет проходит через вещество, помещенное в магнитное поле, вектор напряженности которого совпадает с направлением распространения света, то плоскость поляризации света поворачивается на некоторый угол. Этот угол пропорционален длине пути света в веществе и напряженности поля, и обратно пропорционален квадрату длины волны. Зависит он от свойств вещества. Так, он сильно изменяется вблизи линий поглощения данного вещества. Особенно сильный эффект наблюдается в тонких прозрачных пленках железа, никеля и кобальта.

Математическое описание:

Интенсивность прошедшего пучка определяется законом Малюса

,где I – интенсивность пучка света.

На этом основана возможность использования эффекта Фарадея для модуляции пучков света. Основной закон, вытекающий из измерений угла поворота плоскости поляризации , выражается формулой

,где

H - напряженность магнитного поля,

l - длина образца, полностью находящегося в поле,

v - постоянная Верде, которая содержит в себе информацию о свойствах, присущих исследуемому образцу; зависит от частоты, свойств среды и температуры.

Применение.

А.с. 491 916: Позиционно-чувствительный датчик с магнитооптической модуляцией, содержащий поляризатор, анализатор и ячейку Фарадея, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности, магнитооптический активный элемент ячейки Фарадея выполнен из составных двух частей, например, призм с противоположными по знаку постоянными Верде, расположенных в симметрично относительно оптической оси системы. 

Как обычно, возможные применения вытекают из физической сущности эффекта: управление поворотом плоскости поляризации с помощью магнитного поля или же измерение магнитных полей по углу поворота плоскости поляризации. 

 А.с. 412 698: Оптический квантовый генератор, содержащий задающий генератор, оптический квантовый усилитель и установленные между ними согласующее устройство, отличающееся тем, что с целью улучшения однородности пучка без уменьшения его мощности, согласующее устройство выполнено в виде расположенного между двумя поляризаторами элемента, обладающего измеряющейся по радиусу вращательной способностью. 

А.с. 479 147: Устройство магнитооптического воспроизведения информации с магнитного носителя, содержащее источник плоско поляризованного света, анализатор, фотоприемник и магнитную головку, отличающееся тем, что с целью повышения чувствительности, его магнитная головка снабжена магнитооптическим кристаллом, установленным на участке заднего зазора, расположенным на одной линии между источником плоско поляризованного света и анализатором пучка этого света. 

Часто эффект Фарадея используют для создания невзаимных элементов, т.е. устройств, пропускающих излучение только в определенном направлении.