Integration magnetooptisch aktiver Granate auf Nicht-Granat-Substraten

158 Pages·2009·10.09 MB·German

by  Timo Körner

Integration magnetooptisch aktiver
Granate auf Nicht-Granat-Substraten
Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades der
Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakult¨at der
Universit¨at Augsburg
vorgelegt von
Timo H. K¨orner
Augsburg, Juni 2008
Erstgutachter: Prof. Dr. Bernd Stritzker
Zweitgutachter: Prof. Dr. Armin Reller
Tag der Einreichung: 11.06.2008
Tag der mu¨ndlichen Pru¨fung: 28.07.2008
I
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und U¨berblick 1
2 Einfu¨hrung in die Magnetooptik 5
2.1 Der Faraday-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.1 Anwendungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2 Magnetooptisch aktive Granate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.1 Allgemeine Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.2 Strukturelle Eigenschaften der Granate . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Substitution von Yttrium in Y Fe O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 5 12
3 Analytische Verfahren 13
3.1 Rutherford-Ru¨ckstreuspektrometrie (RBS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 R¨ontgendiffraktometrie (XRD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3 Rasterelektronenmikroskopie (REM, ESEM und TEM) . . . . . . . . . . . 23
3.3.1 Rasterelektronenmikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3.2 ESEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.3 Transmissionselektronenmikroskopie - TEM . . . . . . . . . . . . . 26
3.4 Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy, AFM) . . . . . . . . . 29
3.5 Profilometrie mittels DEKTAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.6 Photolumineszenzmessungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.7 Der Faraday-Messplatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.8 Elektronenspektroskopie fu¨r chemische Analysen (ESCA) . . . . . . . . . 33
4 Schichtdeposition 37
4.1 Die gepulste Laserablation (PLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.1.1 Wechselwirkungen zwischen Laserstrahl und Target. . . . . . . . . 38
4.1.2 Das Plasma bei der PLD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.1.3 Wachstumsmodelle du¨nner Schichten . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2 Reinigung der Substrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3 Die Ablationsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.4 Syntheseverfahren zur Targetherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.4.1 Konventionelle Festk¨orpersynthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.4.2 Targetsynthese mittels Sol-Gel-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . 44
5 Integration eines Puffersystems auf Nichtgranatsubstrate 49
5.1 Stand der Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.1.1 Parameter fu¨r die Deposition von Bi Fe O . . . . . . . . . . . . 50
3 5 12
5.1.2 Integration von Bi Fe O auf SiO . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3 5 12 2
5.2 Deposition und Charakterisierung von Granat-Puffersystemen . . . . . . . 52
5.2.1 Gd Ga O - GGG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3 5 12
5.2.2 Y Al O - YAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3 5 12
II Inhaltsverzeichnis
5.2.3 Y Fe O - YIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3 5 12
5.2.4 Deposition von BIG auf das YIG-Puffersystem . . . . . . . . . . . 63
6 Seltenerd-Dotierte Eisengranate 71
6.1 Bi Y Fe O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
x 3−x 5 12
6.2 Nd Bi Fe O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
x 3−x 5 12
6.3 Pr Bi Fe O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
x 3−x 5 12
6.4 La Bi Fe O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
x 3−x 5 12
6.5 Ce Fe O und Ce Bi Fe O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3 5 12 x 3−x 5 12
6.6 Erbiumdotierte Granate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.6.1 Strukturierung der Er-dotierten Granatschichten . . . . . . . . . . 94
6.6.2 Photolumineszenz der Er-dotierten Schichten . . . . . . . . . . . . 95
7 Simulation der Faraday-Drehung du¨nner YIG-Pufferschichten 99
7.1 Polarisiertes Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.2 Ph¨anomenologische Beschreibung des Faraday-Effekts . . . . . . . . . . . 102
7.3 Transfermatrixformalismen nach Yeh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
7.3.1 Der 4×4-Matrix-Formalismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
7.3.2 Anwendung der 4×4-Matrix-Methode auf den Faraday-Effekt . . . 105
7.3.3 Anwendung der 4×4-Matrix-Methode auf Doppelbrechung . . . . 106
7.3.4 Der 2×2-Matrix-Formalismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
7.4 Real- und Imagin¨arteil des Brechungsindex . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
7.5 Untersuchung und Simulation von YIG-Puffersystemen . . . . . . . . . . . 113
7.6 L¨osungsans¨atze zur Erkl¨arung der oszillatorischen Effekte . . . . . . . . . 115
7.7 Interferenzerscheinungen und Schichtsystem-Modell . . . . . . . . . . . . . 118
7.8 Simulation der FR-Spektren der untersuchten Proben . . . . . . . . . . . 123
8 Kurze Zusammenfassung weiterer durchgefu¨hrter Studien 127
8.1 Gradienten-Target . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
8.2 Alternative Kristallisierungsmethoden des YIG-Puffers . . . . . . . . . . . 128
8.2.1 Granat-Keimkristall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
8.2.2 Laserannealing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
8.3 Einfluss von Oberfl¨achenwellen auf den Faraday-Effekt . . . . . . . . . . . 129
8.4 Sensorik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
9 Zusammenfassung und Ausblick 133
1
¨
1 Einleitung und Uberblick
A¨hnlich wie in der Mikroelektronik wird bei integrierten Optiken versucht, unterschiedli-
che makroskopische optische Bauelemente in Form von Schaltkreisen auf einem einzigen
Chipzuimplementieren.EinederartigeIntegrationwurdeindenletztenJahrenfu¨rviele
passive Bauteile (z.B. Y-Verzweiger, Bragg-Gitter oder optische Schalter) erreicht. Dem
hingegen sind nichtreziproke Komponenten wie Isolatoren oder Zirkulatoren zu diesem
Zeitpunkt nur makroskopisch in Bulk-Form erh¨altlich. Als Materialien fu¨r diese nicht-
reziproken Komponenten k¨onnen dabei nur magnetooptisch aktive Granate verwendet
werden.
Ein breites Anwendungsgebiet dieser technisch relevanten Materialien, vor allem der Ei-
sengranate, findet sich zum Beispiel in der Informationsu¨bertragung u¨ber Wellenleiter.
Hier ist die geringe D¨ampfung der Granate im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot
bei gleichzeitig starker Faraday-Drehung vorteilhaft, denn in diesem Spektralbereich fin-
det die optische Kommunikation in Glasfaserkabeln statt. Granate sind hier die einzig
diskutierten Materialien fu¨r nichtreziproke Bauteile wie z.B. optische Isolatoren, welche
fu¨r optische Datenu¨bertragungssyteme mit hoher U¨bertragungsrate unumg¨anglich sind.
Solche Isolatoren sind notwendig, um reflektiertes Licht auszufiltern, das z.B. an Spleiß-
stellen der Lichtleiterstrecke entsteht und gerade in optischen Verst¨arkern zu St¨orungen
und zum Verrauschen des Nutzsignals fu¨hrt. Bei der Datenu¨bertragung kommen auch
Halbleiterlaser als Lichtquellen zum Einsatz. Das ru¨ckreflektierte Licht aus der Faser
kann somit nicht in den Laser gelangen, so dass dessen Stabilit¨at gew¨ahrleistet ist und
er vor unerwu¨nschten Ru¨ckkopplungen geschu¨tzt wird.
Bei der Integration stellt die Kombination der verschiedenen optischen Komponenten
(z.B. Laserdiode, Wellenleiter, optischer Isolator, Modulator, etc.) auf Grund der unter-
schiedlichen Materialklassen eine große Herausforderung dar. So k¨onnen z.B. die fu¨r die
optischen Isolatoren notwendigen Granate in Du¨nnschichttechnologie zun¨achst nur auf
Granat-Substrate abgeschieden werden. Solche Substrate sind jedoch z.B. fu¨r Laserdi-
oden ungeeignet und zudem kostenintensiv.
Neben den vielseitigen Einsatzm¨oglichkeiten in der Kommunikationstechnologie eignen
sich die Granate hervorragend fu¨r sensorische Anwendungen. Hierbei werden die du¨nnen
Filme als magnetooptisch aktive Indikatorschichten eingesetzt. In Abh¨angigkeit von der
lokalen Magnetisierung einer Schicht, wird die Polarisation von transmittiertem Licht
ver¨andert. Dadurch k¨onnen zweidimensionale Magnetfeldverteilungen als Kontrastbild
sichtbar gemacht werden.
Der Grundgedanke dieser Arbeit ist deshalb, durch gezielte materialwissenschaftliche
Untersuchungen eine Integration nichtreziproker Bauteile in ein Subsystem z.B. beste-
hend aus Laser, Isolator und Modulator zu erm¨oglichen. Letztendlich soll auf Grundlage
dieser Einzelkomponenten ein Chip fu¨r die optischen Schaltungen, z.B. fu¨r die optische
Nachrichtentechnik, entwickelt werden.
2 Einleitung und U¨berblick
Ein typischer Vertreter dieser Materialien ist der ferrimagnetische Yttrium-Eisengranat
Y Fe O (YIG), dessen Faraday-Effekt durch Dotierung mit Bismuth gesteigert wer-
3 5 12
den kann. Der Bi Fe O -Granat kann allerdings nur auf Substrate, die ebenfalls eine
3 5 12
Granatstruktur (z.B. Gd Ga O ) vorweisen, abgeschieden werden, da dieser nicht im
3 5 12
thermodynamischen Gleichgewicht aufw¨achst. Um dessen Eigenschaften als eine neue
Funktionfu¨rmikroelektromechanischeSystemeoderfu¨rdieintegrierteOptikzug¨anglich
zu machen, ist jedoch eine Integration auf z.B. Si oder SiO wu¨nschenswert.
2
UmdiesesZielzuerreichen,wurdeindervorliegendenArbeitderVersuchunternommen,
die magnetooptisch aktiven Granate auf technisch relevante Substrate, wie Si, SiO oder
2
Quarzglas, zu integrieren.
Zur Abscheidung der Granat-Filme auf die entsprechenden Substrate kam die gepulste
Laserablation(PLD)zumEinsatz.DerVorteildieserMethodeist,dassauchMaterialien
im thermodynamischen Nicht-Gleichgewicht deponiert werden k¨onnen. Im Vordergrund
steht hierbei die Integration dieses Materials auf Nicht-Granat-Materialien mit gleichen
magnetooptischen Eigenschaften.
Die abgeschiedenen Schichten wurden ausfu¨hrlich auf ihre Morphologie hin mittels R¨ont-
gendiffraktometrie,Rasterelektronen-undRasterkraftmikroskopieundRutherford-Ru¨ck-
streu-Spektroskopie untersucht. Es wurden aber auch die physikalischen Eigenschaften
der du¨nnen Filme betrachtet. Von besonderem Interesse war hierbei die optische Absorp-
tion und die Faraday-Drehung, d.h. die Drehung der Polarisationsrichtung von linear
polarisiertem Licht aufgrund eines externen Magnetfeldes. Außerdem sollte die Photolu-
mineszenz einer Er-dotierten Granatstruktur nachgewiesen werden. Zuletzt wurden die
Granatschichtengeeigneten Strukturierungsverfahrenunterzogen,um sie inWellenleiter-
form zu bringen.
Kurz zusammengefasst l¨asst sich die Arbeit somit in sieben Kapitel gliedern:
In den ersten beiden Kapiteln werden der Faraday-Effekt und typische Anwendungsm¨o-
glichkeiten dieses Effekts kurz vorgestellt. Auch wird die Materialklasse der magnetoop-
tisch aktiven Granate beschrieben.
In Kapitel 3 wird ein U¨berblick u¨ber die analytischen Verfahren gegeben, die fu¨r die
Untersuchungen in dieser Arbeit verwendet wurden. Im Einzelnen sind dies: Rutherford-
Ru¨ckstreuspektroskopie (RBS), R¨ontgendiffraktometrie (XRD), Rasterelektronenmikro-
skopie (SEM, ESEM), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Rasterkraftmikro-
skopie (AFM), Profilometrie (DEKTAK), Photolumineszenz (PL), Elektronenspektro-
skopie fu¨r chemische Analysen (ESCA/XPS) und der Aufbau zur Messung des Faraday-
Effekts.
Im n¨achsten Kapitel wird das zur Filmsynthese verwendete Verfahren der gepulsten La-
serablation vorgestellt. Dazu wird eine kurze Einfu¨hrung in die Theorie und Methodik
dieser Depositionsmethode gegeben. Zuletzt folgt, nach der Beschreibung des Anlagen-
systems, ein Einblick in die Syntheseverfahren fu¨r die zur Schichtherstellung ben¨otigten
Sintertargets in Kapitel 4.4.
Kapitel5beschreibtdiesystematischenOptimierungenderDepositionsparameterfu¨rdie
Abscheidung und Integration von Granat-Puffersystemen (GGG, YAG, YIG) auf Nicht-
Granat-Substraten. Als Substrate wurden Si-, SiO -, und MgO-Substrate verwendet.
2
InKapitel6wirdzun¨achsteinU¨berblicku¨beraktuelleForschungsergebnissezudotierten
Granaten gegeben. Im Anschluss folgt eine Zusammenfassung der in dieser Arbeit durch-
gefu¨hrten Studien zur Dotierung von Eisengranaten mit Bismuth, Neodym, Praseodym,
3
Lanthan, Cer und Erbium. Hierbei wird besonders auf die Auswirkungen der Substitu-
tionen auf strukturelle und optische A¨nderungen eingegangen. Das Kapitel schließt mit
der Untersuchung der Leuchteigenschaften von Er-dotierten Granaten.
In Kapitel 7 werden zun¨achst die theoretischen Grundlagen fu¨r das Verst¨andnis des
Faraday-Effekts erarbeitet. Auf Basis dieser Grundlagen werden dann zwei verschiede-
ne Simulationen entwickelt. Mit der ersten Simulation k¨onnen aus den Transmissions-
Spektren sehr einfach die Brechungsindizes der untersuchten Materialien gewonnen wer-
den. Das zweite entwickelte Programm erm¨oglicht die Simulation von Faraday-Spektren
du¨nner Schichtsysteme.
Kapitel 8 gibt zuletzt eine Zusammenfassung von weiteren durchgefu¨hrten Studien. Es
folgt die Beschreibung der Herstellung kombinatorischer Multilagensysteme verschiede-
ner Granate. Auch werden alternative M¨oglichkeiten zur Kristallisation der Pufferschich-
ten vorgestellt und der Einfluss von akustischen Oberfl¨achenwellen auf den Faraday-
Effekt untersucht. Der Abschnitt endet mit der Vorstellung erster erfolgreich hergestell-
ter magnetooptischer Sensorschichten.
Am Ende der Arbeit werden die wichtigsten Ergebnisse nochmals zusammengefasst und
ein Ausblick fu¨r weitere Arbeiten gegeben.
4 Einleitung und U¨berblick
5
2 Einfu¨hrung in die Magnetooptik
Die Magnetooptik beruht im Allgemeinen auf einem nichtlinearen optischen Ph¨anomen
und beschreibt den Einfluss magnetischer Felder auf die Emission, Absorption, Aus-
breitung und Reflexion von Licht. Hierbei unterscheidet man eine Vielzahl an magne-
tooptischen Effekten, wie z.B. dem magnetooptischen Kerr-Effekt, Voigt-Effekt, Cotton-
Mouton-Effekt,Zeeman-Effekt,linearer undzirkularer Dichroismus,sowieweiterennicht-
linearen optischen Effekten.
In dieser Arbeit ist allerdings ausschließlich der Faraday-Effekt von Bedeutung, bei dem
die Drehung der Polarisationsebene bei der Transmission durch das magnetooptisch ak-
tive (MOA) Material stattfindet.
Dieser, sowie ein Einblick in die Anwendungsm¨oglichkeiten, werden im folgenden Ab-
schnitt kurz dargestellt. Das Kapitel orientiert sich vor allem, sofern nicht weiter ange-
geben, an [1–5].
2.1 Der Faraday-Effekt
Der Faraday-Effekt wurde im Jahr 1845 von M. Faraday erstmals beschrieben. Im ma-
gnetooptisch aktiven Material1 kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen der pola-
risierten elektromagnetischen Welle und einem Magnetfeld. Die Wechselwirkung ¨außert
sich dabei in einer Drehung der Polarisationsebene der Welle w¨ahrend der Transmission
durch die magnetooptisch aktive Probe. Der Drehwinkel θ, vom einfallenden zum trans-
mittierten Licht, ist dabei direkt proportional zum lokal vorherrschenden Magnetfeld B.
Die Richtung der Faraday-Drehung h¨angt dabei nur von der Magnetisierungsrichtung
und nicht von der Transmissionsrichtung der Welle ab. Es ergibt sich folgender einfacher
Zusammenhang:
θ(ω) = V(ω)·B·d (2.1)
wobei d die Dicke des durchstrahlten Materials, B die magnetische Flussdichte des ange-
legten Feldes parallel zur Lichtausbreitungsrichtung und V(ω) die sog. Verdetkonstante,
eine material- und frequenzabh¨angige Konstante, bezeichnet.
Es werden zwei spezielle Formen des Faraday-Effektes unterschieden, da das ¨außere Ma-
gnetfeld nicht ausschlaggebend ist fu¨r eine Drehung der Polarisationsebene, sondern die
Magnetisierung des durchstrahlten magnetooptischen Materials. Dieses Ph¨anomen konn-
te 1884 von A. Kundt gefunden werden. Beim sog. Kundt-Effekt kommt es zu einer
außerordentlichen Drehung der Polarisationsebene bei der Durchstrahlung sehr du¨nner
Ferromagnetika. In paramagnetischen Materialien wird dieser analoge Effekt auch Bec-
querel-Effekt genannt.
Der Faraday-Effekt wird in den unterschiedlichsten Bauteilen verwendet, wie optischen
Isolatoren oder Sensoren, um zweidimensionale Magnetfeldverteilungen zu beobachten.
1M. Faraday stellte diesen Effekt 1846 an Quarzglas fest, das sich in einem Magnetfeld befand.
6 Einfu¨hrung in die Magnetooptik
Dazu ist eine m¨oglichst hohe Faraday-Drehung bzw. hohe Verdetkonstante wu¨nschens-
wert. Fu¨r SiO betr¨agt diese 3,25·10−7 ◦ bei einer eingestrahlten Wellenl¨ange von
2 µm·mT
546nm. Die Verdetkonstante der hier untersuchten Granatstrukturen liegt in der Gr¨o-
ßenordnung von 10−2 ◦ , also um ca. fu¨nf Gr¨oßenordnungen h¨oher2. Wie es nun zu
µm·mT
diesem Faraday-Effekt kommt, wird im folgenden Abschnitt kurz erkl¨art werden.
Linear polarisiertes Licht kann man sich als U¨berlagerung zweier gegenl¨aufiger zirkular
polarisierter Wellen vorstellen, welche gleiche Amplituden besitzen und keine Phasen-
verschiebung zueinander aufweisen. Die beiden, sich in z-Richtung ausbreitenden, links-
und rechtszirkular polarisierten Teilwellen werden im magnetooptisch aktiven Material
unterschiedlich stark gebrochen und breiten sich verschieden schnell aus. Dies kommt
dadurch zustande, dass die Magnetisierung des Materials durch das ¨außere Magnetfeld,
parallel zur Ausbreitungsrichtung des Lichts, ausgerichtet wird und dadurch die beiden
Anteile des Lichtes je nach ihrem Drehsinn verschieden mit dieser Magnetisierung wech-
selwirken.
Nach der Transmission durch eine Probe der Dicke d resultiert eine Phasendifferenz ∆φ
zwischen den beiden zirkular polarisierten Teilwellen, die wie folgt berechnet werden
kann [7]:
ωd
∆φ = ·Re(N −N ) (2.2)
+ −
c
wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und Re(N ) bzw. Re(N ) die Brechungs-
+ −
indizes der beiden Wellen beschreiben. Setzt man die aus der Probe austretenden Teil-
strahlen wieder zusammen, erh¨alt man wieder linear polarisiertes Licht. Die Polarisati-
onsebene wurde dabei, auf Grund der Phasendifferenz um den Faraday-Rotationswinkel
θ gedreht:
F
ω ∆φ
θ (ω) = ·Re(N −N ) = (2.3)
F + −
2c 2
Kommt es zus¨atzlich zu einer D¨ampfung der beiden zirkular polarisierten Wellen im
magnetooptisch aktiven Material, so entsteht elliptisch polarisiertes Licht. Dies kann fol-
gendermaßenveranschaulichtwerden:DieelastischgebundenenElektronendesMediums
werdenaufgrunddesrotierendenelektrischenFeldvektorsaufeineKreisbahngezwungen.
Das externe Magnetfeld, welches senkrecht zu dieser Bahn steht, bewirkt eine Radial-
kraft. Diese ist entweder zum Kreismittelpunkt hin oder von ihm weg gerichtet, wodurch
sich der Bahnradius der Elektronen verkleinert oder vergr¨oßert. Die beiden Komponen-
ten bringen somit nicht nur unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten und Bre-
chungsindizes n und n mit sich, sondern besitzen nach der Transmission durch eine
+ −
Probenstrecke d auch verschiedene Amplituden. Die Zusammensetzung ist nun elliptisch
polarisiert.
Sowohl die Faraday-Drehung, als auch die Faraday-Elliptizit¨at k¨onnen mit dem in Kap.
3.7 beschriebenen Faraday-Messplatz gemessen werden. Da die Richtung der Faraday-
Drehung des magnetooptisch aktiven Materials orientierungsunabh¨angig bzgl. der Licht-
ausbreitung,alsonichtreziprok,istundnurvondessenexternerMagnetisierungabh¨angt,
ergeben sich zahlreiche technische Anwendungen des Faraday-Effekts. Deshalb soll der
bereits o.g. optische Isolator im Folgenden kurz vorgestellt werden.
2DiemeistenMaterialienweiseneinenursehrgeringeFaraday-Rotationbzw.einezugeringeTransmis-
sion auf, um sie fu¨r Applikationen nutzen zu k¨onnen. Wasser dreht beispielsweise ca. 2 ◦ , Schwefel-
cm
kohlenstoff 7 ◦ und Eisen ca. 13 ◦ , wobei bei Letzterem eine sehr geringe Transmission vorliegt
cm µm
(alle Werte bei 589nm und einem Magnetfeld von 1T gemessen). Man ben¨otigt deshalb sehr hohe
Schichtdicken, um beispielsweise 45◦ zu drehen (aus [6]).