Was sind Rotatoren 사설 바카라 Isolatoren?
Was sind Faraday-Rotatoren 사설 바카라 Faraday-Isolatoren?
Ein 사설 바카라-Rotator ist eine Optik, die die Polarisationsrichtung des Lichts dreht. Sie besteht aus einem magnetooptischen Kristall, der in ein Magnetfeld platziert ist. Ein 사설 바카라-Rotator wird häufig mit anderen Polarisationskomponenten kombiniert, um einen 사설 바카라-Isolator zu bilden, der im Wesentlichen ein Einwegventil für Licht ist.
Faraday-Rotatoren 사설 바카라 Faraday-Isolatoren verfügen über einzigartige Möglichkeiten 사설 바카라 Eigenschaften zur Manipulation von polarisiertem Licht, insbesondere im Vergleich zu Wellenplatten oder anderen doppelbrechenden optischen Elementen (den anderen weit verbreiteten Komponenten zur Polarisationssteuerung). Daher finden sie Verwendung in so unterschiedlichen Anwendungen wie industriellen 사설 바카라 medizinischen 사설 바카라sersystemen, optischer Signalverarbeitung, optischer Sensorik, Telekommunikation 사설 바카라 wissenschaftlicher Forschung.
Die wichtigste dieser einzigartigen Eigenschaften besteht darin, dass Faraday-Rotatoren die Polarisation immer in die gleiche Richtung drehen – unabhängig davon, aus welcher Richtung das Licht in das Gerät eintritt. Wenn der Rotator also so konfiguriert ist, dass er die Polarisation für Licht, das in eine Richtung durch ihn hindurchgeht, um 45° im Uhrzeigersinn dreht, wird er sie für Licht, das in die entgegengesetzte Richtung hindurchgeht, noch einmal um 45° in die gleiche Richtung drehen. Durch die beiden Hin- 사설 바카라 Herbewegungen ergibt sich eine Polarisationsdrehung von insgesamt 90°.
사설 바카라s ist bei der Halbwellenplatte nicht der Fall. Wenn eine Wellenplatte so konfiguriert ist, dass sie 사설 바카라 Polarisation des Lichts in eine Richtung um 45° dreht, wird sie 사설 바카라 Polarisation um denselben Betrag zurückdrehen, wenn das Licht in 사설 바카라 entgegengesetzte Richtung durch sie hindurchgeht. 사설 바카라 gesamte Doppeldurchgangsrotation beträgt 0°.
Ein Faraday-Rotator dreht die Polarisation immer in die gleiche Richtung. Wenn das Gerät beispielsweise so eingestellt ist, dass es das Licht um 45° dreht, ergibt sich bei zwei Vor- 사설 바카라 Rückdurchgängen durch das Gerät eine Gesamtdrehung von 90°. Im Gegensatz dazu dreht eine Halbwellenplatte, die so konfiguriert ist, dass sie das eingehende polarisierte Licht um 45° dreht, das zurückkehrende Licht einfach in seine ursprüngliche Ausrichtung zurück – eine Nettorotation von 0°.
Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass der von einem Faraday-Rotator erzeugte Drehwinkel durch das angelegte Magnetfeld bestimmt wird. Wenn die Quelle dieses Felds ein Elektromagnet (사설 바카라 kein Permanentmagnet) ist, kann der Grad der Drehung elektronisch gesteuert werden. Im Gegensatz dazu muss eine Halbwellenplatte physisch gedreht werden, um den Grad der von ihr erzeugten Rotation zu ändern.
Was sind Polarisation 사설 바카라 der Faraday-Effekt?
Um besser zu verstehen, was ein Faraday-Rotator macht, müssen wir zunächst einen Schritt zurückgehen 사설 바카라 kurz über die Polarisation sprechen. 사설 바카라 um die Polarisation zu verstehen, müssen wir über die Wellennatur des Lichts sprechen.
Licht ist eine elektromagnetische Welle. Natürlich sind wir alle mit Wasserwellen vertraut. Stellen Sie sich einen Stein vor, der in einen Teich geworfen wird. 사설 바카라 Kräuselungen, 사설 바카라 sich über das Wasser ausbreiten, sind Wellen. Das heißt, es handelt sich um periodische Schwankungen in der Höhe der Wasseroberfläche, 사설 바카라 vom Zentrum aus nach außen verlaufen.
Vereinfachte Darstellung von Licht als elektromagnetische Welle 사설 바카라 das Konzept der Polarisation.
Stellen Sie sich nun vor, dass es sich nicht um Wellen handelt, die aus Wellen der Wasseroberfläche bestehen, sondern um Wellen, die aus elektrischen 사설 바카라 magnetischen Feldern bestehen. Dies bedeutet, dass sich die Stärke dieser Felder mit der Entfernung periodisch ändert, genau wie sich die Oberflächenhöhe bei einer Wasserwelle ändert.
Die Polarisation ist einfach die Raumrichtung, in die das elektrische Feld jeder Lichtwelle ausgerichtet ist. Denn bedenken Sie: Anders als eine Wasserwelle, die auf die Oberfläche des Teichs beschränkt ist (was bedeutet, dass der Wasserstand nur nach oben 사설 바카라 unten schwanken kann), können sich Lichtwellen in jede beliebige Ausrichtung 사설 바카라 Richtung bewegen. Sie benötigen kein Medium für ihre Ausbreitung.
Der Physiker Michael Faraday entdeckte im Jahr 1845, dass sich die Polarisationsrichtung der durch sie laufenden Lichtwellen ändert, wenn man bestimmte Materialien (sogenannte magnetooptische Materialien) in ein Magnetfeld einbringt. Das Ausmaß dieser Rotation ist direkt proportional zur Stärke des Magnetfelds, der Entfernung, die das Licht im Material zurücklegt, 사설 바카라 der Verdet-Konstante des Materials. Die Verdet-Konstante ist lediglich ein Maß für die Stärke des magnetooptischen Effekts in diesem bestimmten Material. Sie wird normalerweise durch Messen ermittelt.
Während die meisten transparenten dielektrischen Materialien magnetooptisch sind, ist der Effekt normalerweise sehr schwach. Es gibt jedoch einige Materialien, die eine große Verdet-Konstante aufweisen. Typischerweise sind dies Gläser oder Kristalle, die das Element Terbium enthalten. Insbesondere der Kristall Terbium-Gallium-Granat (TGG) weist einen starken magnetooptischen Effekt auf 사설 바카라 hat eine geringe Absorption bei üblicherweise verwendeten Wellenlängen. Es verfügt darüber hinaus über verschiedene andere wünschenswerte physikalische Eigenschaften 사설 바카라 ist relativ kostengünstig. Aus diesem Gr사설 바카라 ist TGG eines der am häufigsten verwendeten Materialien zur Herstellung von Faraday-Rotatoren 사설 바카라 -Isolatoren.
Was ist ein 사설 바카라-Isolator?
Auf der Gr사설 바카라lage des Faraday-Rotators können zahlreiche photonische Komponenten konstruiert werden. Der Faraday-Isolator ist eine der nützlichsten 사설 바카라 am weitesten verbreiteten Komponenten. Er lässt polarisiertes Licht in eine Richtung ungehindert durch, dämpft jedoch den größten Teil des Lichts, das aus der entgegengesetzten Richtung eindringt.
Der Faraday-Isolator wird häufig am Ausgangsende eines 사설 바카라sers oder 사설 바카라serverstärkers eingesetzt, um ihn vor zurückreflektiertem Licht zu schützen. Genauer gesagt handelt es sich dabei um Licht, das von anderen optischen Elementen im System oder von dem Objekt, das der 사설 바카라ser beleuchtet (beispielsweise ein reflektierendes Metallstück, das von einem Industrielaser geschweißt wird), zum 사설 바카라ser zurückreflektiert wird. Bei ausreichender Stärke kann zurückreflektiertes Licht einen 사설 바카라ser beschädigen. Aber auch bei viel geringeren Werten kann zurückreflektiertes Licht zu Betriebsinstabilitäten des 사설 바카라sers führen, beispielsweise zu Rauschen 사설 바카라 Leistungsschwankungen.
Die Funktionsweise von Faraday-Isolatoren ist konzeptionell einfach 사설 바카라 wird in der Zeichnung veranschaulicht. Linear polarisiertes Licht (von links kommend) passiert einen entsprechend seiner Polarisation ausgerichteten Polarisator (Nr. 1). Es gelangt in einen Faraday-Rotator, der die Polarisation um 45° dreht. Das Licht passiert einen weiteren Polarisator (Nr. 2), der auf diese gedrehte Polarisation ausgerichtet ist, 사설 바카라 gelangt dann in das optische System 사설 바카라 den Prozess. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass praktisch das gesamte 사설 바카라serlicht ungedämpft durch das Gerät gelangt.
Jegliches vom optischen System oder Prozess zurückkommende Licht durchläuft zunächst einen Polarisator (Nr. 2), der alle Polarisationen ablehnt, die sich vom ursprünglichen Isolatorausgang unterscheiden. Dieses gefilterte Licht passiert dann den Rotator 사설 바카라 erfährt eine weitere 45°-Drehung. Dadurch steht seine Polarisation im rechten Winkel zu seiner ursprünglichen Ausrichtung. Dies bedeutet, dass es vom ersten polarisierenden Strahlteiler (Nr. 1) abgelehnt wird.
Die gr사설 바카라legenden Funktionsprinzipien eines Faraday-Isolators.
Für die Entwicklung 사설 바카라 Herstellung praxistauglicher Faraday-Isolatoren ist die Abwägung mehrerer Faktoren erforderlich. Wichtige Parameter sind typischerweise Blendengröße, Wellenlängenbereich, Transmission (Dämpfung in Vorwärtsrichtung) 사설 바카라 Isolation (Blockierung des zurückkehrenden Lichts). Auch die maximale Gesamtleistung des 사설 바카라sers 사설 바카라 die laserinduzierte Zerstörschwelle (LIDT) werden häufig berücksichtigt. Und natürlich werden dabei die Kosten 사설 바카라 manchmal auch die physische Größe oder das Gewicht abgewogen.
Zur Optimierung dieser verschiedenen Parameter sind Designentscheidungen 사설 바카라 Kompromisse hinsichtlich Stärke 사설 바카라 Größe des Permanentmagneten, der erforderlichen Qualität des magnetooptischen Materials (insbesondere im Hinblick auf Absorption, Indexhomogenität 사설 바카라 Doppelbrechung), der Art der verwendeten Dünnschichtbeschichtungen 사설 바카라 vielem mehr erforderlich.
Daher bieten Hersteller von 사설 바카라-Isolatoren wie Coherent eine Reihe unterschiedlicher Produkte an, die jeweils für unterschiedliche Aufgaben optimiert sind. Beispiele hierfür sind unsere kompakten Rotatoren 사설 바카라 Isolatoren mit niedriger Leistung für Nahinfrarot-Seed사설 바카라ser, EURYS-Rotatoren 사설 바카라 -Isolatoren für Ti:Saphir-Oszillatoren 사설 바카라 TORNOS-Rotatoren 사설 바카라 -Isolatoren, die speziell dafür entwickelt wurden, optische Rückkopplungen in 사설 바카라sern von 405 nm bis 980 nm zu verhindern.
Neuartige Technologie für Hochleistungs사설 바카라
TGG ist aus mehreren Gründen seit langem der im Spektralbereich 650–1100 nm vorwiegend eingesetzte Faraday-Rotatorkristall. Beim Kristallwachstum kann beispielsweise hohe Reinheit erzielt werden. Es verfügt über eine hohe Verdet-Konstante 사설 바카라 seine symmetrische kubische Kristallstruktur sowie die geringe intrinsische Doppelbrechung ermöglichen es, leicht eine hohe Isolierung zu erreichen, ohne dass empfindliche Ausrichtungsprozesse erforderlich sind. Zudem ist das Material relativ kostengünstig.
Aufgr사설 바카라 seiner Massenabsorption stößt jedoch selbst das reinste TGG irgendwann an seine Leistungsgrenzen. Diese Absorption führt zu einer lokalen Erwärmung im Kristall, was leistungseinschränkende Folgen hat. Da die Ausgangsleistung industrieller 사설 바카라ser in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich zugenommen hat, sind die inhärenten Absorptions- 사설 바카라 thermooptischen Eigenschaften von TGG zunehmend nachteilig geworden.
Kaliumterbiumfluorid (KTF) ist ein weiteres magnetooptisches Material mit einem ähnlichen Transmissionsbereich wie TGG sowie einer vergleichbaren Verdet-Konstante. Am wichtigsten ist jedoch, dass es einen niedrigeren Volumenabsorptionskoeffizienten (achtmal niedriger), thermooptischen Koeffizienten (15-mal niedriger) 사설 바카라 spannungsoptischen Koeffizienten als TGG aufweist. Zusammen ermöglichen sie es, die Verschlechterungen der Isolationsleistung, des Strahlfokus 사설 바카라 der Strahlqualität zu vermeiden, die bei TGG-basierten Faraday-Isolatoren auftreten, wenn diese einer sehr hohen 사설 바카라serleistung ausgesetzt sind.
Frühe KTF-Züchtungsbemühungen führten zu Boules mit Blasen, Einschlüssen 사설 바카라 Problemen mit hoher Streuung. Insgesamt ergab sich deshalb im Vergleich zu TGG keine Verbesserung der Übertragung. Doch Coherent hat als Pionier zahlreiche Prozessverbesserungen vorangetrieben, die nun zu höheren Erträgen an hochwertigem KTF bei geringeren Kosten führen. Dadurch konnten wir eine neue wettbewerbsfähige Serie von Faraday-Isolatoren produzieren, die speziell für Hochleistungslaser entwickelt wurden 사설 바카라 dieses Material enthalten: die Coherent-Serie Pavos Ultra.
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