En faraday-rotator är en enhet utan rörliga delar som ändrar polariseringen, eller vågformsvinkeln, för ljus som passerar genom den. Ljus passerar genom luft eller andra material som en serie vågor, kallad elektromagnetisk strålning, med egenskaperna hos både elektriska och magnetiska fält. Enheten fungerar på principen att ljus som passerar genom en kristall eller ett fast transparent material kommer att ändra polarisering om ett magnetiskt fält är närvarande.
Upptäckt av forskaren Michael Faraday 1845, var effekten av magnetiska fält på ljusvågor det första beviset på att ljus var en elektromagnetisk våg. Han fann att förändring av magnetfältets styrka påverkade ljusets polarisationsvinkel. Detta kallas Faraday-effekten och är grunden för rotatorn, som använder den experimentella effekten i en praktisk anordning.
Ljus som passerar genom många material, inklusive glas och vatten, kan få polarisationsvinkeln att påverkas utan användning av magnetiska fält. Denna effekt kallas optisk polarisering, och tillverkare av solglasögon drar fördel av detta genom att producera linser som blockerar andra polariserade vinklar än normalt ljus. Effekten av bländning minskar, eftersom reflekterat ljus från vatten eller byggnader kommer att ha en annan polarisationsvinkel.
För att bygga en faraday-rotator omger en magnet ett transparent material. När ljus passerar igenom, orsakar magnetfältet att ljusvågen vrids med en viss mängd. Mängden rotation kan bestämmas av en ekvation som använder magnetfältets styrka, kristallens längd och materialets gröna konstant. Denna konstant är olika för alla material och ändras med temperaturen; tabeller med konstanter publiceras för material vid olika temperaturer.
Laserutrustning använder ofta en faraday-rotator som skyddsanordning för att förhindra att laserenergi reflekteras in i enheten. När en laser skapar en ljusstråle är den väldigt koherent, vilket innebär att den innehåller ljus av en specifik vågform. När ljuset lämnar lasern reflekteras det ofta eller passerar genom annan utrustning och eventuellt kan en del av ljuset reflekteras tillbaka till lasern. Att lägga till en faraday-rotator förhindrar detta, eftersom ljuset som passerar genom rotatorn är polariserat typiskt 45° från den ursprungliga strålen och inte kan reflekteras tillbaka. Vinkeln kan varieras, men mer polarisering kräver ytterligare magnetfältstyrka.
En ytterligare fördel med en faraday-rotator är att ljus som passerar genom den och sedan återvänder i motsatt riktning inte roteras tillbaka. Om ljuset polariseras 45° av rotatorn och sedan träffar en spegel och återvänder, kommer rotatorn att polarisera det ytterligare 45°. Optiska polariserande filter, eller enheter som skapar specifika grader av polarisering för laboratorieanvändning, kan dra fördel av denna effekt. Detta fungerar genom att en del av ljuset reflekteras tillbaka genom rotatorn, vilket skapar två ljusstrålar som är polariserade i olika vinklar.