Der magneto-optische Kerr-Effekt bewirkt, daß die Polarisationsachse linear
polarisierten Lichtes, das von einer magnetisierte Probe reflektiert wird,
gedreht wird und zusätzlich eine elliptische Komponente enthält. Je nach
Orientierung der Probenmagnetisierung unterscheidet man drei verschiedene
Geometrien:
Während beim polaren Effekt die Magnetisierung senkrecht zur Filmebene steht,
so liegt sie beim longitudinalen Effekt sowohl in der Filmebene als auch in der
optischen Ebene und beim transversalen Effekt ebenfalls in der Filmebene, aber
senkrecht zur optischen Ebene liegt.
Die Größe der Kerr-Drehung fk ist sehr klein und beträgt abhängig von der
Magnetisierung nur etwa 1/100 Grad. Für polare Messungen wird er bei kleinem
Einfallswinkel t, bei longitudinalem bei größerem Winkel maximal. Um sowohl
senkrechte wie in der Filmebene liegende Magnetisierung zu untersuchen, benötigt
man neben einem drehbaren Magneten sinnvollerweise einen variablen Einfallswinkel
der Lichtes. Ein Vorteil vom MOKE ist, daß sämtlich Meßinstrumente außerhalb des
Vakuums angeordnet werden können. Der Polarisationsgrad des Lichts einer
Laserdiode wird durch einen Polarisator verstärkt. Dieses Licht tritt durch ein
UHV-Fenster durch, wird an der Probe reflektiert und erfährt dort in Abhängigkeit
der Magnetisierung eine Drehung und eine Elliptizität, die durch geeignete
Einstellung eines Viertelwellenlängen-Plättchens in eine Rotation überführt
wird. Ein nahezu senkrecht zum Polarisator stehender Analysator läßt einen
Bruchteil der Lichtintensität auf die Photodiode durch. Die detektierte
Intensität ist in guter Näherung proportional zum Kerr-Winkel und damit zur
Probenmagnetisierung. Zur Rauschunterdruckung wird die Intensität des Laserlichts
moduliert und mit einem Lock-in phasenempfindlich verstärkt. Als Ergebnis erhält
man eine Hysterese-Kurve, d.h. eine Intensitat, die proportional zur
Probenmagnetisierung ist, in Abhängigkeit vom angelegten Magnetfeld.
Für die Kerr-Mikroskopie verwendet man denselben magneto-optischen Effekt zur Kontrastgebung.