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.