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Erweiterung eines Aufbaus zur Messung magnetischer Mikrostrukturen mittels des Faraday-Effektes
Thomas Krainer
Betreuung: Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Zagar
Ein Faraday-Magnetometer nutzt den Faraday-Effekt, welcher Polarisation und Magnetfelder verknüpft. Durch Kenntnis der Polarisationsrichtung kann auf Magnetfelder rückgeschlossen werden. Dazu wird mittels einer Lichtquelle und eines Polarisationsfilters linear polarisiertes Licht erzeugt. Dieses erfährt in einem sogenannten Faraday-Kristall in Anwesenheit eines Magnetfeldes eine Drehung seiner Polarisationsrichtung. Diese Drehung ist von der Stärke und von der Richtung des Magnetfeldes abhängig. Die Änderungen der Polarisationsrichtung wird mittels eines zweiten Polarisationsfilters in eine Intensitätsänderung umgesetzt. Diese Intesitätsverteilung über die Kristalloberfläche wird in dem verwendeten Aufbau mittels einer Digitalkamera aufgenommen. In dem entstehenden Bild ist diese Verteilung repräsentativ für die am Kristall herrschende Magnetfeldverteilung.
Abb. 1: Erweiterter Aufbau des Faraday-Magnetometers.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde das verwendete Faraday-Magnetometer optimiert. Dabei wurden eine neue LED und ein optisches Filter verwendet, um eine stärkere und homogenere Ausleuchtung des Kristalls zu erreichen. Des Weiterem wurden die Eigenschaften zweier Kristalle untersucht. Der Aufbau kann durch die Verwendung dieser beiden Kristalle in zwei verschiedenen Messbereichen betrieben werden. Zusätzlich wurde der Einsatzbereich des Aufbaus durch Hinzufügen die Möglichkeit einer optischen Vergrößerung erweitert. Außerdem wurden Messfehler durch die Verwendung einer neuen Kamera verringert. Schließlich wurde bei der Betrachtung unterschiedlicher Positionen der Polarisationsfilter zueinander wurde festgestellt, dass der Bereich der größten absoluten Änderung als Arbeitspunkt verwendet werden sollte.
Schlagwörter: Faraday-Magnetometer, Faraday-Effekt, Helmholtz-Spule, Magnetfeldmessung
25. August 2021
