法拉第镜 Faraday mirrors

2022-12-01 10:55:44 浏览:768

定义

法拉第旋转器和镜子的组合。

法拉第镜(或法拉第旋转镜)是通过将法拉第旋转器(用于45°旋转)与镜子组合而成的。因此,照射到这种反射器装置上的光将首先通过法拉第旋转器,然后在镜子上反射,最后第二次通过法拉第旋转器(见图1)。

假设法拉第旋转器应用单程旋转45°(可以在有限的波长范围内近似实现),输出端的偏振状态将始终与输入端的偏振状态正交:

  • 如果初始极化是线性的,则输出极化也将是线性的,但方向正交:旋转两次45°,总共90°。
  • 如果初始极化是圆的,则输出极化将是圆的,具有相反的旋转感。 (在这种情况下,即使没有法拉第旋转器也会发生同样的情况。

这些器件的主要缺陷是双通道旋转,除了插入损耗外,它偏离正好90°。

双通道配置中的应用

有趣的是,当在法拉第镜中加入另一个光学元件时,仍然会获得输入和输出偏振之间的正交性,这可能会引入任意量和双折射轴的双折射。 例如,这可以是用于放大光束的激光晶体(见图2)。 然后获得一个双通放大器,其中输出可以通过偏振器与输入分离,仅接受最小量的损耗。 这比使用法拉第隔离器(带有反射光输出端口)、放大器和普通镜子效果更好,在法拉第隔离器中,放大器中的双折射可能会改变偏振状态,从而使偏振器上的一些光因此丢失。

图1:设置双通激光放大器。右侧的法拉第镜确保光的偏振状态在两次通过放大器介质后不会失真。

但是,请注意,如果我们在光学设置中受到衍射的实质性影响,则可能会丢失完美的偏振正交性。 因此,应该使用准直光束,具有低光束发散度。非线性偏振旋转也不能补偿。

光纤法拉第镜

光纤中也有法拉第反射镜,其中输入和输出光通过光纤 - 通常是单模光纤。 它可以是“光纤尾纤”,但也提供带有光纤连接器的版本(例如FC / PC或FC / APC)。

光纤法拉第反射镜的插入损耗低至远低于1 dB,尽管某些器件的损耗更高,为几分贝。

另一个重要规格是偏振旋转的精度。 一些器件在 30 nm 波长范围内可实现例如 1° 的旋转角度精度。

光纤法拉第反射镜用于与体光学器件类似的目的,通常用于利用一定长度的无源或有源光纤中的随机双折射补偿。 应用范围在光纤的不同领域,例如光纤通信、光纤放大器、光纤干涉仪测量技术和光纤传感器。

光学器件

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