Faraday -rotaattori on laite, jossa ei ole liikkuvia osia ja joka muuttaa sen läpi kulkevan valon polarisaatiota tai aaltomuodon kulmaa. Valo kulkee ilman tai muiden materiaalien läpi aaltojen sarjana, jota kutsutaan sähkömagneettiseksi säteilyksi ja jolla on sekä sähkö- että magneettikenttien ominaisuudet. Laite toimii periaatteella, että kiteen tai kiinteän läpinäkyvän materiaalin läpi kulkeva valo muuttaa polarisaatiota, jos magneettikenttä on läsnä.
Tutkija Michael Faradayn vuonna 1845 löytämä magneettikenttien vaikutus valoaaltoihin oli ensimmäinen todiste siitä, että valo oli sähkömagneettinen aalto. Hän havaitsi, että magneettikentän voimakkuuden muuttaminen vaikutti valon polarisaatiokulmaan. Faraday -efekti -niminen tämä on perusta rotatorille, joka käyttää kokeellista vaikutusta käytännöllisessä laitteessa.
Monien materiaalien, kuten lasin ja veden, läpi kulkeva valo voi vaikuttaa polarisaatiokulmaan ilman magneettikenttien käyttöä. Tätä vaikutusta kutsutaan optiseksi polarisaatioksi, ja aurinkolasien valmistajat hyödyntävät tätä hyödyntämällä linssit, jotka estävät muita polarisaatioita kuin normaali valo. Häikäisyn vaikutus vähenee, koska veden tai rakennusten heijastuneella valolla on erilainen polarisaatiokulma.
Faraday -rotaattorin rakentamiseksi magneetti ympäröi läpinäkyvää materiaalia. Valon kulkiessa magneettikenttä saa valoaallon kääntymään tietyn verran. Pyörimisnopeus voidaan määrittää yhtälöllä, joka käyttää magneettikentän voimakkuutta, kiteen pituutta ja materiaalin hiusvakiota. Tämä vakio on erilainen kaikille materiaaleille ja lämpötilan muutoksille; vakiotaulukot julkaistaan materiaaleille eri lämpötiloissa.
Laserlaitteet käyttävät usein faraday -rotaattoria suojalaitteena estääkseen heijastuneen laserenergian yksikköön. Kun laser luo valonsäteen, se on erittäin yhtenäinen, mikä tarkoittaa, että se sisältää yhden tietyn aaltomuodon valoa. Kun valo lähtee laserista, se heijastuu usein tai kulkee muiden laitteiden läpi ja mahdollisesti osa valosta saattaa heijastua takaisin laseriin. Faraday -rotaattorin lisääminen estää tämän, koska roottorin läpi kulkeva valo polarisoituu tyypillisesti 45 ° alkuperäisestä säteestä eikä voi heijastua takaisin. Kulmaa voidaan vaihdella, mutta suurempi polarisaatio vaatii lisää magneettikentän voimakkuutta.
Faraday -rotaattorin lisäetuna on, että sen läpi kulkevaa ja sitten vastakkaiseen suuntaan palaavaa valoa ei käännetä takaisin. Jos roottori polarisoi valoa 45 ° ja osuu peiliin ja palaa, rotaattori polarisoi sen vielä 45 °. Optiset polarisointisuodattimet tai laitteet, jotka luovat tiettyjä polarisaatioasteita laboratoriokäyttöön, voivat hyödyntää tätä vaikutusta. Tämä heijastaa osan valosta takaisin rotaattorin läpi ja luo kaksi valonsädettä, jotka ovat polarisoituja eri kulmista.