Análise polarimétrica do cristal de Faraday para aplicações em sensores de campo magnético

Abstract

Considerando as inúmeras contribuições do efeito Faraday tanto na teoria eletromagnética da luz, quanto em aplicações para sensores de campo magnético, moduladores e isoladores ópticos que, por sua vez, são utilizados no mundo das telecomunicações, objetiva-se estudar este efeito para as configurações de polarização linear vertical, horizontal e diagonal, bem como, para a polarização circular da luz, no regime de potência óptica ocupando os extremos de 0,064 mW e 78 mW, e para a intensidade do campo magnético responsável por produzir o fenômeno, ocupando os extremos de 0,2 mT e 2 mT. Para tanto, procede-se à análise polarimétrica de um feixe luminoso gerado por um laser do tipo butterfly de comprimento de onda igual a 785 nm, que sofre o efeito Faraday ao viajar pelo interior de um cristal de (TGG) submetido a um campo magnético alternado produzido por um variador de tensão. Nesta análise polarimétrica será levado em consideração o ângulo azimute, que corresponde ao parâmetro que indica a ação do efeito Faraday, onde este é caracterizado por corresponder ao ângulo de deflexão da luz que sofreu a rotação de Faraday. Desse modo, observou-se na análise do domínio do tempo que a magnitude do azimute possui uma proporcionalidade com a magnitude do campo magnético, tendo sua ordem de grandeza igual a 10² e 10¹ para a magnitude do campo magnético igual a 0,2 mT e 2 mT, respectivamente. Além disso, ainda no domínio do tempo, observou-se a birrefringência circular do cristal de TGG. Na análise do domínio da frequência observou-se a existência de picos de frequência em 66 Hz, que corresponde a um valor próximo à frequência de oscilação da rede elétrica, e seus harmônicos correspondendo aos picos de 132 Hz. Observou-se ainda uma maior variação da magnitude do azimute, em função do campo magnético, para o pico de 132 Hz em comparação com o pico de 66 Hz. Por fim, obteve-se uma variação da magnitude do azimute, em função da potência óptica e para um campo magnético fixo, para os picos de 66 Hz de efeitos não lineares e 132 Hz indicando assim a presença.