Un rotador de polarización es un dispositivo óptico que hace girar el eje de polarización de un haz de luz polarizada linealmente en un ángulo de elección. Estos dispositivos pueden basarse en el efecto Faraday , en la birrefringencia o en la reflexión interna total . [1] Los rotadores de luz polarizada linealmente han encontrado aplicaciones muy extendidas en la óptica moderna ya que los rayos láser tienden a polarizarse linealmente y a menudo es necesario rotar la polarización original a su alternativa ortogonal. [1]
Rotadores de Faraday
Un rotador de Faraday consta de un material óptico en un campo magnético. Cuando la luz se propaga en el material, la interacción con el campo magnético hace que las ondas polarizadas circularmente hacia la izquierda y hacia la derecha se propaguen con velocidades de fase ligeramente diferentes . Dado que una onda polarizada linealmente puede describirse como una superposición de ondas polarizadas circularmente hacia la izquierda y hacia la derecha, la diferencia en la velocidad de fase hace que la dirección de polarización de una onda polarizada linealmente gire a medida que se propaga a través del material. La dirección de la rotación depende de si la luz se propaga a favor o en contra de la dirección del campo magnético: una rotación inducida al atravesar el material no se deshace al atravesarlo en la dirección opuesta. Esto se puede usar para hacer un aislador óptico .
Rotadores birrefringentes
Las placas de media onda y las placas de cuarto de onda alteran la polarización de la luz debido al principio de birrefringencia . Su rendimiento es específico de la longitud de onda; un hecho que puede ser una limitación. Placas de onda conmutables también pueden ser fabricados de cristales líquidos , cristales líquidos ferro-eléctrico , o cristales magneto-ópticos . Estos dispositivos se pueden usar para cambiar rápidamente el ángulo de polarización en respuesta a una señal eléctrica y se pueden usar para la generación rápida del estado de polarización (PSG) o el análisis del estado de polarización (PSA) con alta precisión. En particular, el PSG y el PSA fabricados con interruptores magneto-ópticos (MO) se han utilizado con éxito para analizar la dispersión del modo de polarización (PMD) y la pérdida dependiente de la polarización (PDL) con precisiones que no se pueden obtener con los métodos de placa de onda giratoria, gracias a la naturaleza binaria de los conmutadores MO. Además, los conmutadores MO también se han adoptado con éxito para generar un retardo de grupo diferencial para la compensación de PMD y aplicaciones de emulación de PMD.
Rotadores de prisma
Los rotadores de prisma utilizan múltiples reflejos internos para producir haces con polarización rotada. Debido a que se basan en la reflexión interna total, son de banda ancha: funcionan en una amplia gama de longitudes de onda . [1]
- Rombo de Fresnel doble
- Un rombo de Fresnel doble gira el eje de polarización lineal en 90 ° utilizando cuatro reflejos internos. Una desventaja puede ser una baja relación entre la apertura óptica útil y la longitud. [3]
- Rotador prismático de banda ancha
- Un rotador prismático de banda ancha rota la polarización lineal en 90 ° usando siete reflejos internos para inducir la rotación colineal, como se muestra en el diagrama. [2] La polarización se rota en la segunda reflexión, pero eso deja el haz en un plano diferente y en ángulo recto con respecto al haz incidente. Las otras reflexiones son necesarias para producir un haz con su polarización rotada y colineal con el haz de entrada. Se informa que estos rotadores tienen eficiencias de transmisión superiores al 94%. [1]
Ver también
Referencias
- ^ a b c d F. J. Duarte , Tunable Laser Optics , 2nd Edition (CRC, Nueva York, 2015) Capítulo 5 .
- ^ a b F. J. Duarte, Dispositivo óptico para rotar la polarización de un haz de luz, Patente de Estados Unidos 4822150 (18 de abril de 1989) .
- ^ JM Bennett y HE Bennett, Polarización, en Manual de óptica , WG Driscoll y W. Vaughan, Eds. (McGraw-Hill, Nueva York, 1978) Capítulo 10.