[科普中国]-韦尔代常数-

韦尔代常数（英语：Verdet constant）是一个光学常数，用以描述某特定物质中的法拉第效应强度。

韦尔代常数对大部分物质来说是极小且与波长相关的，它在含有顺磁性离子（如铽离子）的物质中强度最强。韦尔代常数的最大实验值是在密火石玻璃或铽镓石榴红晶体（TGG）中被找到，这个材质有极佳的透光度，并且能够在相当的程度上抵抗激光光的破坏。然而，原子蒸气的韦尔代常数在某些情况下可以比TGG还要大上几个数量级，但仅限在非常窄的波长区间内。杜伦大学的原子与分子研究团队表示，碱金属蒸气因此可作为光学隔离器（也就是光的二极管）。

简介韦尔代常数（英语：Verdet constant）是一个光学常数，用以描述某特定物质中的法拉第效应强度。

法拉第效应具有着色性质（chromatic，意指和波长相关）；因此，韦尔代常数在相当程度上是波长的函数。在波长为632.8奈米时，TGG中的韦尔代常数是 -134 rad/T‧m，在波长为1064奈米时，这个值掉到-40 rad/ T‧m。这个现象表示，在某个波长下依某旋光性而制作的仪器，会在较常的波长下表现出低得多的旋光度。许多法拉第旋光器和隔离器可以借由改变TGG棒插入磁场仪器的角度而加以调整。经由这个方式，仪器便可以在设计的范围内针对不同频率的激光光束进行调频校正。真正的多频光源(例如超短脉冲激光或是调频震荡激光)不会在整个波长频谱中看到一样的旋光性。

韦尔代常数以法国物理学家埃米尔·韦尔代的姓来命名。1

光学隔离器光学隔离器，又称光学二极管，是一种可限制光线向特定方向行进的光学仪器。它通常被用来防止多余的反馈光线进入光学振荡器中，例如激光腔。其运作原理乃为法拉第效应（磁光效应所造成），而该效应被用在其主元件，亦即法拉第旋光器中。

偏振相关隔离器偏振相关隔离器，又称法拉第隔离器，由三个部分组成：一个输入偏振片（起偏器，偏振方向为垂直）、一个法拉第旋光器、以及一个输出偏振片（又称检偏器，偏振方向为45度）。

顺向行进的被输入偏振片极化，成为垂直偏振光。接着，法拉第旋光器会将光线的偏振方向旋转45度。最后，检偏器允许该光线通过该隔离器。

反向行进的光线则先通过检偏器（一样是偏振片），并被其极化为45度偏振光。接着，法拉第旋光器同样会将该光线的偏振方向旋转45度。这表示该光线最后会变成水平偏振的（法拉第效应的非互换性使得偏振旋转方向与光的行进方向无关）。由于起偏器只允许垂直偏振光通过，向后行进的光因此就被阻隔了。

偏振相关隔离器通常被用在自由空间光系统中。这是因为光源的偏振方向在其中通常是被维持的。在光纤系统中，偏振方向在非偏振维持系统中会被分散，因此会导致偏振角的损耗。1

磁光效应磁光效应是电磁波在被施加准静态磁场物体中传播的种种现象。在这些旋磁材料中，左旋和右旋椭圆偏振光可以以不同速率在介质中传播，导致一些很重要的效应。当光线经过一层磁光物质后，会导致法拉第效应：光线的偏振面可以被旋转，成为法拉第旋光器。当光线被磁光物质反射后，会产生磁光克尔效应（不要与非线性克尔效应混淆）。

一般而言，磁光效应会造成局域性的时间反转对称破缺（也就是当只有考虑光线的传播而非磁场源的时候）以及劳伦兹互换性的破缺，这些现象是制作光学隔离器等设备的必要条件（光线在其中只往特定方向前进）。

二个偏振方向相反的旋光性物质，对应于无损介质的复共轭ε张量，被称作光学异构体。2

参见磁光效应

光学隔离器

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所