LBTEK 法拉第旋光器——技术说明

一、概述

LBTEK 法拉第旋光器是一种偏振相关元器件，当一束平面偏振光通过置于磁场中的磁光介质时，平面偏振光的偏振面就会随着平行于光线方向的磁场发生旋转。不论光是沿磁场方向或逆磁场方向传播，光通过磁光介质后的偏转方向相同，偏振方向只由磁场方向决定。

二、法拉第效应

1845年，法拉第发现：当一束平面偏振光通过置于磁场中的磁光介质时，平面偏振光的偏振面就会随着平行于光线方向的磁场发生旋转。这种现象也称磁致旋光，即在处于磁场中的均匀各向同性媒质内，线偏振光束沿磁场方向传播时，振动面发生旋转的现象。法拉第效应也称为法拉第旋转，是在介质内光波与磁场的一种相互作用。

图1 法拉第效应原理图

偏振面旋转的角度称为法拉第旋转角（磁致旋光角），与磁感应强度\( B \) 和光在介质中走过的长度\( L \) 的乘积成正比，即\( β=VBL \) ，比例系数\( V \) 称为费尔德常数，表征物质的磁光特性，与介质性质、温度及光波频率有关。在一定物质中不论光是沿磁场方向或逆磁场方向传播，偏转方向相同，且只由磁场方向决定。

LBTEK 法拉第旋光器——应用案例

一、激光器研究开发

LBTEK 法拉第旋光器可用于控制激光的模式。例如在一些固体激光器或光纤激光器中，通过调节旋光器的参数，可以改变腔内光的偏振状态，从而实现对激光横模、纵模等模式的选择和控制，提高激光的输出质量和稳定性。

二、光路搭建

LBTEK 法拉第旋光器还可与各种偏振器件进行组合搭配，自由地构建隔离光路。使得反向传播的光无法通过隔离光路，从而保护光学系统中的光源和其他敏感元件免受反射光的干扰和损坏。

1.高功率激光器

在高功率光纤激光器、固体激光器等系统中，反向传输的光可能会对激光介质、泵浦源等造成损害，如引起激光晶体的热透镜效应加剧、泵浦源的寿命缩短等。加入隔离光路可以有效防止这些反向光对激光器的不良影响，保证激光器的稳定运行和高功率输出。

2.窄线宽激光器

对于需要产生窄线宽激光的系统，如用于光通信、激光干涉测量等领域的窄线宽激光器，反向光会导致激光频率不稳定，线宽展宽。隔离光路能阻止反向光加入激光谐振腔，从而维持激光器的窄线宽特性，提高激光的频率稳定性和相干性。

3.量子通信实验

在量子通信系统中，为了保证量子态的完整性和传输的安全性，需要严格控制光路中的传播方向。隔离光路可以防止量子信号的反向传输，避免量子态的退相干和信息泄露，确保量子通信的顺利进行。

4.量子纠缠实验

在制备和操纵量子纠缠态的实验中，光路中的任何反向光都可能破坏纠缠态的纯度和稳定性。隔离光路能够有效隔离反向光，为量子纠缠实验提供稳定的光路环境，有助于提高实验的成功率和可重复性。