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^[1]。对于平行于光路的恒定磁场，可以通过下式计算^[2]：

\theta =VBL

其中 $\theta$ 是起始极化和终止极化之间的角度， $V$ 是韦尔代常数， $B$ 是磁通密度的强度， $L$ 是材料中的路径长度。

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掺杂的密火石玻璃或铽镓石榴红（英语：Terbium gallium garnet）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镭射光的破坏。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^[3]，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）^[4]。

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^[5]。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镭射光束进行调频校正。真正的宽频光源(例如超短脉冲镭射或是调频震荡镭射)不会在整个波长频谱中看到一样的旋光性。

命名[编辑]

韦尔代常数以法国物理学家埃米尔·韦尔代（英语：Émile Verdet）(Émile Verdet)的姓来命名。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

^ Vojna, David; Slezák, Ondřej; Lucianetti, Antonio; Mocek, Tomáš. Verdet Constant of Magneto-Active Materials Developed for High-Power Faraday Devices. Applied Sciences. 2019, 9 (15): 3160. doi:10.3390/app9153160 .
^ Kruk, Andrzej; Mrózek, Mariusz. The measurement of Faraday effect of translucent material in the entire visible spectrum. Measurement (Elsevier BV). 2020, 162: 107912. Bibcode:2020Meas..16207912K. ISSN 0263-2241. doi:10.1016/j.measurement.2020.107912.
^ A gigahertz-bandwidth atomic probe based on the slow-light Faraday effect : Abstract : Nature Photonics. Nature.com. [2015-10-21]. （原始内容存档于2016-10-02）.
^ OSA | Optical isolator using an atomic vapor in the hyperfine Paschen–Back regime. Opticsinfobase.org. [2015-10-21]. doi:10.1364/OL.37.003405. （原始内容存档于2014-12-13）.
^ 存档副本 (PDF). [2015-10-21]. （原始内容 (PDF)存档于2016-04-18）.

[1] Vojna, David; Slezák, Ondřej; Lucianetti, Antonio; Mocek, Tomáš. Verdet Constant of Magneto-Active Materials Developed for High-Power Faraday Devices. Applied Sciences. 2019, 9 (15): 3160. doi:10.3390/app9153160 .

[2] Kruk, Andrzej; Mrózek, Mariusz. The measurement of Faraday effect of translucent material in the entire visible spectrum. Measurement (Elsevier BV). 2020, 162: 107912. Bibcode:2020Meas..16207912K. ISSN 0263-2241. doi:10.1016/j.measurement.2020.107912.

[3] A gigahertz-bandwidth atomic probe based on the slow-light Faraday effect : Abstract : Nature Photonics. Nature.com. [2015-10-21]. （原始内容存档于2016-10-02）.

[4] OSA | Optical isolator using an atomic vapor in the hyperfine Paschen–Back regime. Opticsinfobase.org. [2015-10-21]. doi:10.1364/OL.37.003405. （原始内容存档于2014-12-13）.

[5] 存档副本 (PDF). [2015-10-21]. （原始内容 (PDF)存档于2016-04-18）.

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