Polarisationsrotatoren

Polarisationsrotatoren sind optische Bauelemente, die die Orientierung der Polarisationsebene eines Lichtstrahls um einen gewünschten Winkel rotieren. Sie ermöglichen eine gezielte Kontrolle der Polarisation in Experimenten, Messsystemen und Kommunikationsanlagen. Typische Anforderungen sind ein definierter Rotationswinkel, hohe Übertragung, geringe Verzerrung und eine passende Bandbreite.

Prinzip: Die Rotationswirkung lässt sich durch verschiedene physikalische Mechanismen realisieren. Magneto-optische Polarisationsrotatoren basieren auf dem Faraday-Effekt: Bei einem magnetisierten Material dreht sich die Polarisation linearer Strahlung um einen Winkel, der proportional zur Verweildauer im Material und zur Feldstärke ist; die Rotation ist nicht-reziprok, was für Isolatoren genutzt wird. Elektro-optische Rotatoren verwenden den elektro-optischen Effekt (Pockels-Zelle) oder Flüssigkristalltechnologien, wobei elektrische Spannungen die Brechungsindizes in anisotropen Medien ändern und so die Polarisation drehen. Es gibt auch passive Retarder wie Halb- oder Viertelwellplatten, die die Polarisation abhängig vom Einfallswinkel um festgelegte Werte drehen, jedoch keine aktive Regelung ermöglichen.

Eigenschaften: Die Rotationswinkelabhängigkeit von Wellenlänge, Temperatur und Material beschränkt die Bandbreite. Höhere Verluste, eingeschränkte Extinktionsverhältnisse und Baugrößen sind typische Einschränkungen. Elektro-optische Systeme ermöglichen schnelle, rein mechanisch unbewegte Steuerung, benötigen jedoch passende Treiberlogik.

Anwendungen: Polarisationsrotatoren kommen in Lasersystemen, Spektroskopie, Mikroskopie, in Polarisationsmodulatoren für Kommunikation und in optischen Isolatoren zum Einsatz. Sie werden oft in Kombination mit Polarisatoren genutzt, um eine gewünschte Ausgangspolarisation zuverlässig einzustellen.