Freiraum-Faraday-Rotator und -Isolator

RealLight Freiraum-Faraday-Rotatoren & optische Isolatoren – Produkteinführung
1. Produktübersicht
RealLight entwickelt eigenständig Freiraum-Faraday-Rotatoren und Faraday-Isolatoren – magnetooptische Kernkomponenten, die auf dem nichtreziproken Faraday-Effekt basieren. Die Produkte verwenden hochwertige TGG-Terbium-Gallium-Granat-Magnetooptikkristalle, hochpräzise Polarisationsstrahlteilerwürfel (PBS) und Permanentmagnetanordnungen mit hoher Koerzitivfeldstärke. Zwei Produktlinien sind erhältlich: Faraday-Rotatoren und Faraday-Isolatoren, die die gängigen Nahinfrarot-Wellenlängen von 1030 nm und 1064 nm mit zwei Standard-Lichtschranken (2,5 mm / 5 mm) in einheitlicher Größe-3-Verpackung abdecken.

Der Faraday-Rotator dreht linear polarisiertes Licht präzise um 45°. Der Drehwinkel wird dabei ausschließlich durch das interne Magnetfeld bestimmt und ist unabhängig von der Ausbreitungsrichtung des Strahls. In Kombination mit vorderen und hinteren polarisierenden Strahlteilern bildet er einen unidirektionalen optischen Isolator, der rückwärts reflektiertes Licht effizient blockiert und so Seed-Laser, Oszillatoren und Verstärkerlaser vor optischer Rückkopplungsinterferenz schützt. Er findet breite Anwendung in Seed-Laser-Verstärkungssystemen, modengekoppelten Lasern, Halbleiterlichtquellen, optischen Messgeräten und optisch-parametrischen Oszillatoren (OPO). Kundenspezifische Anpassungen an spezielle Wellenlängen, größere Aperturen und individuelle optische Layouts sind möglich.

2. Funktionsprinzip
2.1. Faraday-Rotator
Basierend auf dem nichtreziproken Faraday-magnetooptischen Effekt: Wenn linear polarisiertes Licht einen TGG-Kristall in einem konstanten axialen Magnetfeld durchdringt, dreht sich seine Polarisationsebene um 45°. Die Drehrichtung bleibt bei Vorwärts- und Rückwärtsausbreitung des Lichts identisch. Dies unterscheidet den Effekt von reziproken Wellenplatten und macht ihn essenziell für die Polarisationsmodulation und unidirektionale Ringresonatoren.

2.2. Faraday-Isolator
Bestehend aus Eingangs-PBS-Würfel + 45°-Faraday-Rotator + Ausgangs-PBS-Würfel:
- Vorwärtsübertragung: Linear polarisiertes Licht passiert den Polarisator → wird um 45° gedreht → richtet sich auf die Übertragungsachse des Analysators aus und wird mit geringen Verlusten übertragen;
Rückwärtsreflexion: Das reflektierte Licht durchläuft den Rotator und dreht sich um weitere 45° in derselben Richtung, was eine Gesamtdrehung von 90° ergibt. Seine Polarisation ist nun orthogonal zur Eingangspolarisation und wird vollständig blockiert, wodurch eine gerichtete Lichtübertragung und die Unterdrückung von Rückkopplungen erreicht wird.

3. Kernproduktvorteile
3.1. Hohe Isolation, hohes Extinktionsverhältnis und hohe Transmission
Alle Isolatoren erreichen eine Isolation von >30 dB; Rotatoren erzielen ein Extinktionsverhältnis von >30 dB. Die Transmission der Rotatoren liegt bei über 95 %, die der Isolatoren bei über 90 %, wodurch die optischen Verluste für präzise optische Layouts minimiert werden.

3.2. Magnetooptischer TGG-Kristall mit hoher Zerstörschwelle
Hochwertiger TGG-Kristall als Kernmaterial. Bei 10-ns-Pulsen erreicht die Zerstörschwelle 5 J/cm² bei 1030 nm und 10 J/cm² bei 1064 nm. Widersteht thermischer Verformung unter hohen Pulsleistungen und ist ideal für gütegeschaltete und modengekoppelte Lasersysteme.

3.3. Mehrere Aperturen und Standard-Nahinfrarot-Wellenlängen
Standardwellenlängen 1030/1064 nm mit optionalen 2,5 mm und 5 mm freien Aperturen, geeignet sowohl für feinste Präzisionsstrahlen als auch für breite Hochleistungsstrahlen. Die moderate Wellenlängenbandbreite unterstützt abstimmbare Lasersysteme im Bereich der Zielwellenlängen.

3.4. Doppeltes Notausstiegsfenster an beiden Enden
Auf beiden Seiten befinden sich zwei Streulichtaustrittsfenster, die polarisiertes Streulicht ableiten und so sekundäre Reflexionsinterferenzen im optischen Pfad vermeiden und das Signal-Rausch-Verhältnis des Gesamtsystems verbessern.

3.5. Steuerbare Ausgangspolarisation und stabiles Magnetfeld
Permanentmagnete mit hoher Koerzitivfeldstärke gewährleisten ein langfristig stabiles Magnetfeld mit einer Toleranz des Drehwinkels von 45° von ≤±1°. Die präzise Polarisationsdrehung ermöglicht eine kontrollierbare Ausgangspolarisation für quantitative Polarisationsexperimente.

3.6. Mechanische Standardverpackung Größe 3
Einheitliches Gehäuse der Größe 3 mit regulären Abmessungen, kompatibel mit gängigen optischen Halterungen und Käfigsystemen zur schnellen Integration in Laserresonatoren und optische Verstärkungspfade.

4. Hauptanwendungsgebiete
4.1. Seed-Laser-Verstärkungssysteme
Zwischen der Seed-Quelle und der Verstärkerstufe installierte Isolatoren blockieren rückwärts reflektiertes Licht und schützen so schmalbandige Seed-Laser vor Leistungsschwankungen, spektralen Verzerrungen und Beschädigungen, um die verstärkte Ausgangsleistung zu stabilisieren.

4.2. Modengekoppelte/gütegeschaltete gepulste Laser
Am Ausgang des Resonators montiert, um optische Rückkopplungen von externen Komponenten zu eliminieren, die Pulszeit zu stabilisieren und das Pulsrauschen zu unterdrücken.

4.3. Halbleiterlasersysteme
Verhindert Grenzflächenreflexionen in optischen Pfaden von Halbleitern im Einzel- und Mehrmodenmodus, um Leistungsschwankungen zu reduzieren; ideal für präzise Anregungslichtquellen in der Raman- und Fluoreszenzspektroskopie.

4.4. Optische Präzisionsmessgeräte
Wird in Interferometern sowie in spektralen und Polarisationsmessaufbauten eingesetzt, um Streureflexionen zu unterdrücken und das Signal-Rausch-Verhältnis sowie die Datenwiederholbarkeit zu verbessern.

4.5. Optische parametrische Oszillatoren (OPO)
Die unidirektionale Isolation in Pump- und Resonatorhohlräumen verhindert, dass resonantes Rücklicht die Pumpquellen stört und gewährleistet eine stabile Wellenlängenabstimmung.


5. Produktübersicht
Die Freiraum-Faraday-Rotatoren und -Isolatoren von RealLight zeichnen sich durch folgende Kernstärken aus: hohe Isolation, hohe Transmission, hohe Laserzerstörschwelle, präzise 45°-Drehung ohne Reziprozität und standardisiertes Gehäuse. Ausgestattet mit hochwertigen TGG-magnetooptischen Kristallen und stabilen Permanentmagnetstrukturen deckt das Portfolio Wellenlängen von 1030/1064 nm mit Aperturoptionen von 2,5/5 mm ab. Die Isolatoren blockieren effektiv rückreflektiertes Licht und schützen so alle Lasertypen; die Rotatoren unterstützen Polarisationsmodulation und den Aufbau unidirektionaler Ringresonatoren. Sie finden breite Anwendung in High-End-Lasersystemen für Wissenschaft und Industrie, darunter Pulsverstärkung, Modenkopplung und OPOs, und bieten umfassende kundenspezifische Anpassungsmöglichkeiten. RealLight ist eine bevorzugte, leistungsstarke magnetooptische Polarisationskomponente in China.