constante de verdet

Propiedad óptica

La constante de Verdet es una propiedad óptica que lleva el nombre del físico francés Émile Verdet . Describe la fuerza del efecto Faraday para un material en particular. ^[1] Para un campo magnético constante paralelo a la trayectoria de la luz, se puede calcular mediante: ^[2]

${\displaystyle \theta =VBL}$

¿Dónde está el ángulo entre las polarizaciones inicial y final, la constante de Verdet, la intensidad de la densidad del flujo magnético y la longitud del camino en el material? ${\displaystyle \theta }$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle B}$ ${\displaystyle L}$

La constante de Verdet de un material depende de la longitud de onda y para la mayoría de los materiales es extremadamente pequeña. Es más fuerte en sustancias que contienen iones paramagnéticos como el terbio . Las constantes de Verdet más altas en medios a granel se encuentran en vidrios de pedernal densos dopados con terbio o en cristales de granate de terbio y galio (TGG). Estos materiales tienen excelentes propiedades de transparencia y altos umbrales de daño por radiación láser . Los vapores atómicos, sin embargo, pueden tener constantes de Verdet que son órdenes de magnitud mayores que TGG, ^[3] pero sólo en un rango de longitud de onda muy estrecho. Por tanto, los vapores alcalinos pueden utilizarse como aislador óptico ^[4] o como magnetómetro extremadamente sensible .

El efecto Faraday es cromático (es decir, depende de la longitud de onda) y, por tanto, la constante de Verdet es una función bastante importante de la longitud de onda. ^{[5] [6]} A 632,8  nm , se informa que la constante de Verdet para TGG es−134  rad /( T ·m) , mientras que a 1064 nm cae a−40 rad/(T·m) . ^[7] Este comportamiento significa que los dispositivos fabricados con un cierto grado de rotación en una longitud de onda, producirán mucha menos rotación en longitudes de onda más largas. Muchos rotadores y aisladores de Faraday se pueden ajustar variando el grado en que se inserta la varilla TGG activa en el campo magnético del dispositivo. De esta manera, el dispositivo se puede ajustar para su uso con una variedad de láseres dentro del rango de diseño del dispositivo. Las fuentes verdaderamente de banda ancha (como los láseres de pulso ultracorto y los láseres vibrónicos sintonizables) no verán la misma rotación en toda la banda de longitud de onda.

Referencias

1. Vojna, David; Slezák, Ondřej; Lucianetti, Antonio; Mocek, Tomáš (2019). "Constante Verdet de materiales magnetoactivos desarrollados para dispositivos Faraday de alta potencia". Ciencias Aplicadas . 9 (15): 3160. doi : 10.3390/app9153160 .
2. Kruk, Andrzej; Mrózek, Mariusz (2020). "La medición del efecto Faraday de material translúcido en todo el espectro visible". Medición . 162 . Elsevier BV: 107912. Bibcode : 2020Meas..16207912K. doi :10.1016/j.medición.2020.107912. ISSN  0263-2241. S2CID  219429531.
3. Siddons, Pablo; Bell, Nia C.; Cai, Yifei; Adams, Charles S.; Hughes, Ifan G. (2009). "Una sonda atómica de ancho de banda de gigahercios basada en el efecto Faraday de luz lenta". Fotónica de la naturaleza . 3 (4): 225. arXiv : 0811.2316 . Código Bib : 2009NaPho...3..225S. doi :10.1038/nphoton.2009.27.
4. Weller, L.; Kleinbach, KS; Zentil, MA; Knappe, S.; Hughes, IG; Adams, CS (2012). "Aislador óptico que utiliza un vapor atómico en el régimen hiperfino de Paschen-Back". Letras de Óptica . 37 (16): 3405–3407. arXiv : 1206.0214 . Código Bib : 2012OptL...37.3405W. doi :10.1364/OL.37.003405. PMID  23381272. S2CID  39307069.
5. Vojna, David; Slezák, Ondřej; Yasuhara, Ryo; Furuse, Hiroaki; Lucianetti, Antonio; Mocek, Tomáš (2020). "Rotación de Faraday de Dy2O3, CeF3 e Y3Fe5O12 en las longitudes de onda del infrarrojo medio". Materiales . 13 (23): 5324. Bibcode : 2020Mate...13.5324V. doi : 10.3390/ma13235324 . PMC 7727863 . PMID  33255447. 
6. Vojna, David; Duda, Martín; Yasuhara, Ryo; Slezák, Ondřej; Schlichting, Wolfgang; Stevens, Kevin; Chen, Hengjun; Lucianetti, Antonio; Mocek, Tomáš (2020). "Constante de Verdet del cristal de fluoruro de terbio potásico en función de la longitud de onda y la temperatura". Optar. Lett . 45 (7): 1683–1686. Código Bib : 2020OptL...45.1683V. doi :10.1364/ol.387911. PMID  32235973. S2CID  213599420.
7. "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 18 de abril de 2016 . Consultado el 11 de febrero de 2015 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )