Magnetooptische Effekte bei inkohärenter Vielfachreflexion - Teil I: Iterationsverfahren -

Keßler, Franz Rudolf

Bei existierender Vielfachreflexion in einer Planplatte sind die außen meßbaren magnetooptischen ("mo")-Effekte, - das sind in Transmissionsrichtung der "Faraday-Effekt" und in Reflexionsrichtung der "mo-Kerr-Effekt" -, entstanden aus in der Probe vielfachreflektierten Wellenanteilen. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit dem Problemkreis der inkohärenten Überlagerung von vielfachreflektierten Intensitätsanteilen, der - im Gegensatz zum Fall der kohärenten Vielfachreflexion - noch nicht mit Hilfe eines entsprechenden Matrizenkalküls dargestellt werden konnte. Für den Fall einer Planplatte bei senkrechter Inzidenz wird ein Berechnungsverfahren angegeben, bei dem die Strahlanteile einzeln verfolgt und der Intensität nach überlagert werden, so daß sich die "Meßwertanzeige" bei der Analyse der detektierten Strahlung durch einen Analysator als Funktion seiner Winkelstellung ergibt. Die Auswertung im Sinne der Angabe des komplexen Faraday- bzw. Kerr-Effektes in ihrer "summarischen" Definition erfolgt danach analytisch. Eine Beispieldiskussion bringt einen numerischen Vergleich der Ergebnisse für die mo-Effekte bei kohärenter und inkohärenter Vielfachreflexion. Danach ist festzustellen, daß die inkohärente Superposition der vielfachreflektierten Strahlanteile nicht zu einer Art "Mittelwert" der mo-Effekte bei kohärenter Superposition führt. Vielmehr treten u.U massive "Verfremdungen" auf. - Auf die Meßmethode des (summarischen) Faraday- und Kerr-Effektes mit Hilfe der Polarisationsmodulation zwischen rechts- und linkszirkularer Eigenmode der Strahlung, die prinzipiell ein ganz anderes Meßresultat liefert, wird hingewiesen.

The primary magnetooptical ("mo") effects are the Faraday-effect and the mo Kerreffect. In both cases the polarisation status of light is modified from a starting linear polarisation into an elliptic one including a rotation of the main axis of the ellipses. In the classical notation, the Faraday-effect in its definition is a pure volume effect and the mo Kerr-effect is defined as a interface effect in reflection. But corresponding to the boundary conditions of electromagnetic waves, we also have a mo Kerr-effect in transmission at the interface between two media having different complex mo refraction indices. The paper is concerned with the problem of superimposition of mo influences if multireflection of light is present in a planparallel sample at normal incidence. In contrast to the problem of coherent superposition of the electromagnetic fields of multireflected beams, the paper is concerned with the problem of incoherent beam superimposition. The paper leads to the observable results of mo transmission and reflection effects respectively, by means of an iterative addition of the relevant radiation flux densities of the multireflected beams. The relevant radiation flux densities are the intensity components with respect to the orientation of the analyser. With respect to the integral measuring results of the mo effects in transmission and reflection, a main point of the discussion is to state that the mo polarisation modification in the case of incoherent multireflection is not to be understood as a sort of mean value of the mo spectra in the case of coherent superposition of multireflected beams. In contrast, in the incoherent case we find an "alienation" of the mo spectra possibly leading to a misinterpretation of the involved microphysical processes. The numerical results of two examples are presented. In each case the spectra of coherent as well as incoherent beam superposition are given for comparison. The final discussion contents the remark, that the methode of polarisation modulation between the right and left circular polarisation mode leads to different mo results in comparison with the measurements using a rotating analyser if incoherent multireflection is present. Therefore different definitions of the resulting mo effects must be observed. The presented method of iteration is useful for calculating the expected experimental results based on models as well as to analyse the measurements by variation of the parameters using an appropriate procedure.

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Keßler, Franz Rudolf: Magnetooptische Effekte bei inkohärenter Vielfachreflexion - Teil I: Iterationsverfahren -.

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