Magnetooptische

Magnetooptik beschreibt die Wechselwirkung von Licht mit magnetisierten Materialien, bei der die Lichtausbreitung oder -polarisation durch die magnetische Ordnung beeinflusst wird. In magnetisierten Medien führen Kopplungseffekte zwischen dem elektromagnetischen Feld der Lichtwelle und der magnetischen Ordnung zu Änderungen der Polarisation, der Intensität oder der Phase. Typische magnetooptische Effekte treten auf, wenn Licht durch ein magnetisiertes Medium hindurchgeht (Faraday-Effekt) oder wenn Licht auf einen magnetisierten Spiegel trifft (Kerr-Effekt). Zudem gibt es weitere Richtungsabhängigkeiten, etwa den Voigt-Effekt.

Der Faraday-Effekt beschreibt die Drehung der Polarisationsebene des linear polarisierten Lichts, proportional zur Lichtlänge im Medium und zur Stärke des Magnetfeldes entlang der Lichtachse. Der magnetische Kerr-Effekt umfasst Veränderungen der Polarisation und/oder der Elliptizität des reflektierten Lichts an einer magnetisierten Oberfläche. Magnetooptische Effekte ermöglichen auch die Abbildung magnetischer Domänen mittels MOKE (Kerr-Mikroskopie).

Anwendungen finden sich in optischen Isolatoren, Modulatoren und Abstimmfeldern in der Telekommunikation, in magnetooptischen Speichersystemen (z. B. magnetooptischen Scheiben) und in Sensoren. In der Grundlagenforschung dienen magnetooptische Effekte der Charakterisierung von Oberflächen- und Dünnschicht-Magnetismus, oft mit MOKE-Techniken.

Materialien: Bi-substituierte Yttrium-Eisen-Garnate (Bi:YIG) Filmen liefern starke magnetooptische Koeffizienten; in der Praxis kommen auch Garnet-Strukturen in Glas- oder Halbleitersubstraten zum Einsatz. Forschungen zielen auf stärkere Effekte bei kürzeren Wellenlängen und auf die Integration in optische Schaltungen.