Con la configuración experimental adecuada, se pueden medir rotaciones nanorradianes.
Polarizadores, puentes ópticos e interferómetros Sagnac para mediciones nanorradianes de rotación de polarización Alistair Rowe, Indira Zhaksylykova, Guillaume Dilasser, Yves Lassailly, Jacques Peretti
La capacidad de medir rotaciones de polarización nanorradianescas, $\theta_f$ en el límite de ruido de disparo de fotones para polarizadores parcialmente cruzados (PCP), un interferómetro Sagnac estático y un puente óptico, cada uno de los cuales puede, en principio, utilizarse en este límite con cifras de mérito (FOM) casi equivalentes. En la práctica, la relación de rechazo del ruido entre el puente y la fuente PCP/Sagnac es de $1/4 \theta^2_f$ permite que el puente funcione en el límite de ruido de disparo de fotones incluso con intensidades de luz elevadas. El rendimiento superior del puente se ilustra mediante la medición de una rotación de 3 nrad derivada de un campo magnético axial de 0,9 nT aplicado a un granate de terbio y galio.
En resumen, comparan tres métodos:
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(TGG crea la rotación de prueba) La parte superior es el enfoque tradicional de polarizador parcialmente cruzado (PCP). La sensibilidad proviene de tenerlos parcialmente cruzado.
El del centro es un Interferómetro de Sagnac . Normalmente se utilizan para detectar rotaciones globales, como un giroscopio. Pero también se puede detectar una rotación óptica. La luz que va en las dos direcciones de la trayectoria gira en sentidos opuestos, lo que afecta a la interferencia del punto final.
El tercer enfoque se denomina "puente polarizador". El Partial Beam Splitter (PBS) permite que los dos detectores miren las coordenadas X e Y del haz girado, lo que permite una mejor comparación (menos ruido) que el enfoque PCP, al menos en teoría.
El resultado experimental es una comparación de la medición de un nanorradián de 3 ( $3 \times 10^-9$ radián, menos de una milésima de segundo de arco) de rotación de la luz visible. Ese es el efecto debido a 25 mm de material en un campo magnético de 0,9 nT, aproximadamente 1/10.000 del campo terrestre.
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Depende un poco. Si la rotación se debe a la magnetización (efecto Faraday, efecto Kerr), entonces se puede modular el campo magnético y medir ángulos realmente pequeños. Si eso no es posible, existe el problema del efecto de las tensiones.
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¿No podría simplemente pasar la luz polarizada (¿linealmente?) a través de un polarizador lineal y medir la intensidad transmitida en función del ángulo? Ajustando los puntos de datos (ángulo del polarizador, intensidad transmitida) a una $\cos^2(\theta)$ (ley de Malus), deberías ser capaz de determinar el ángulo de polarización del haz de luz tanto antes como después de ser perturbado con gran precisión (¿fracción de grado con el polarizador lineal montado en una platina giratoria accionada manualmente?).
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@SamuelWeir en teoría esto funciona genial, en la práctica no tanto a no ser que hagas experimentos largos y la rotación se mantenga durante un tiempo prolongado. Esto es debido a pequeñas fluctuaciones de potencia en el tiempo que provocarían errores de medición. Algunas de las fuentes son, vibraciones mecánicas, fluctuaciones de temperatura, fluctuaciones de potencia de la red, fluctuaciones del láser (sobre todo si no es super caro), tolerancias de fabricación en las herramientas de medida, etc.
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@BobvandeVoort - Creo que todos los factores que mencionas dependen de los detalles del montaje experimental, incluida la fuente de luz concreta, si se utiliza una mesa óptica de calidad y si la medición se realiza en un laboratorio profesional o en el garaje de alguien, así como los tiempos de recogida necesarios. Pero ahora veo el problema básico que plantea la $\cos^2(\theta)$ función es extremadamente plana alrededor de $\theta$ =0, y que la intensidad sólo se reduciría aproximadamente 1 parte en 1000 al pasar de 0 a 2. Eso dificulta la recogida de puntos de datos cerca de $\theta$ =0.
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