-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum magneto-optischen
Aufzeichnen und Wiedergeben digitaler Daten, die als
Datenbits repräsentierende magnetische Domänen in einem
magnetooptischen Aufzeichnungsmedium abgespeichert sein können.
-
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus
dem Dokument FR-A-1.578.005 bekannt. Bei diesem Verfahren
wird eine Position, an der ein binärer Datenwert
aufgezeichnet werden soll, durch einen Laserstrahl erhitzt und dann
werden die Magnetisierungsrichtungen des ersten und zweiten
Films unter Verwendung eines äußeren Feldes geändert. Der
dritte Film behält immer seine ursprüngliche
Magnetisierungsrichtung bei. Wenn Daten wiedergegeben werden, ist kein
Erhitzen erforderlich. Der Zweck des zweiten und dritten
Films ist der, den Wert des magneto-optischen Effekts zu
erhöhen, wie er zum Wiedergeben der abgespeicherten
Information gemessen wird.
-
Um die magneto-optische Aufzeichnungsdichte zu erhöhen, muß
die Größe jeder magnetische Daten aufzeichnenden Domäne
verringert werden. Jedoch ist bei einem gewöhnlichen
magnetooptischen Aufzeichnungs/Wiedergabe-System der Versuch des
Verringerns der Größe der Domänen durch die Wellenlänge des
Laserstrahls bei der Wiedergabebetriebsart, die numerische
Apertur einer Linse usw. beschränkt, und auch um einen
zufriedenstellenden S/R-Wert zu gewährleisten. Bei den
derzeitigen technischen Umständen ist es z. B. unmöglich, ein
Datenbit (eine magnetische Domäne) von 0,2 um mit einem
Laserstrahl mit einem Fleckdurchmesser von 1 um auszulesen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
magneto-optischen Aufzeichnen und Wiedergeben digitaler
Daten anzugeben, das es ermöglicht, Datenbits sehr nahe
beieinander anzuordnen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im beigefügten Anspruch 1
definiert.
-
Bei der Wiedergabe wird die zweite Schicht über ihre Curie-
Temperatur erhitzt, mit dem Ergebnis, daß die Domäne im
ersten Film, die einem wiederzugebenden digitalen Datenwert
entspricht, nicht länger magnetisch mit der Magnetisierung
in der entsprechenden Domäne im dritten Film gekoppelt ist.
Wenn die Kopplung gelockert wird, ändert die erste Domäne
ihre Größe abhängig von den wirkenden Magnetfeldern, welche
Größe zunimmt oder abnimmt. Beide Änderungsarten rufen eine
Änderung im Meßsignal hervor, die einfach festgestellt
werden kann. Ferner kann dann, wenn die Größe anwächst, das Bit
einfacher als im Stand der Technik erfaßt werden, wo die
Größe eines Aufzeichnungsbits beim Wiedergeben von
Information nicht erhöht wird.
-
Wenn der zweite Film erneut unter seinen Curie-Punkt
herabgekühlt wird, wird die genannte Domäne im ersten Film erneut
mit der entsprechenden Domäne im dritten Film gekoppelt.
Daher wirkt der dritte Film als magnetische
Aufzeichnungsspeicherschicht.
-
Die Erfindung wird nun dadurch mit weiteren Einzelheiten
erläutert, daß ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den
beigefügten Zeichnungen beschrieben wird.
-
Fig. 1 zeigt schematisch die Struktur eines
magneto-optischen Aufzeichnungsmediums, wie es beim erfindungsgemäßen
Verfahren verwendet wird;
-
Fig. 2A bis 2D veranschaulichen die Magnetisierungszustände,
wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden;
-
Fig. 3A bis 3C veranschaulichen die Magnetisierungszustände,
wie sie bei einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren
erhalten werden;
-
Fig. 4A bis 4D veranschaulichen die Aufzeichnungsbits im
magneto-optischen Aufzeichnungsmedium sowie den Signalverlauf
von Ausgangssignalen;
-
Fig. 5A und 5B zeigen den Signalverlauf eines
Wiedergabeausgangssignals abhängig von Magnetisierungszuständen;
-
Fig. 6 zeigt graphisch Kurven für die
Wiedergabecharakteristik abhängig von Aufzeichnungsfrequenzen;
-
Fig. 7 zeigt graphisch eine Charakteristikkurve, die die
Beziehung zwischen der Temperatur und dem Umkehrwert der
Feldstärke am magnetischen Film veranschaulicht; und
-
Fig. 8 zeigt graphisch Kurven von Wiedergabecharakteristiken
abhängig von Aufzeichnungsfrequenzen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Die Erfindung verwendet ein magneto-optisches
Aufzeichnungsmedium S, das auf seinem lichtdurchlässigen Substrat 1, wie
in Fig. 1 dargestellt, einen durchsichtigen dielektrischen
Film 2 aufweist, der, falls erforderlich, so ausgebildet
ist, daß er als Schutz- oder Interferenzfilm wirkt, und
ferner verfügt es darauf über einen ersten magnetischen Film
11, einen zweiten magnetischen Film 12 und einen dritten
magnetischen Film 13, die bei Raumtemperatur RRT miteinander
magnetisch gekoppelt sind und die rechtwinklig zur
Filmoberfläche anisotrop sind, wobei die jeweiligen Curie-Punkte
Tc1, Tc2 und Tc3 des ersten, zweiten und dritten
magnetischen Films 11, 12 und 13 so gewählt sind, daß sie den
Beziehungen Tc2 > TRT und Tc2 < Tc1, Tc2 < Tc3 genügen. Die
Koerzitivkraft Hc1 des ersten magnetischen Films 11 ist in
der Nähe des Curie-Punkts Tc2 des zweiten magnetischen Films
2 klein.
-
Bei der Wiedergabe von einem solchen Aufzeichnungsmedium
werden die Datenbits oder die aufgezeichneten magnetischen
Domänen des ersten magnetischen Films durch die Kombination
eines angelegten Entmagnetisierungsfeldes und eines äußeren
Magnetfeldes, das angelegt wird, falls erforderlich,
aufgeweitet oder zusammengezogen, und zwar bei der vorstehend
genannten Temperatur TTB über dem Curie-Punkt Tc2 des zweiten
magnetischen Films 12, und dann wird das Signal in diesem
Zustand ausgelesen.
-
Falls erforderlich, ist ferner ein Oberflächenschutzfilm 4
auf dem dritten magnetischen Film 13 ausgebildet.
-
Beim Bespielen des magneto-optischen Aufzeichnungsmediums S
zum Ausbilden magnetischer Datendomänen wird, wie dies
allgemein bekannt ist, ein Laserstrahl fokussiert und
aufgestrahlt, während ein Vormagnetisierungsfeld in der Richtung
umgekehrt zur rechtwinkligen Magnetisierung des ersten bis
dritten magnetischen Films 11 bis 13 im Anfangszustand
angelegt wird, wobei der erste bis dritte magnetische Film 11
bis 13 bis über die jeweiligen Curie-Punkte aufgeheizt
werden. Im Abkühlzustand nach dem Abrastern mit dem Laserstrahl
ist eine Magnetblasendomäne ausgebildet, die richtungsmäßig
durch das äußere Magnetfeld und das Streumagnetfeld
umgekehrt ist, um z. B. den Datenwert "1" aufzuzeichnen. D.h., daß
Binärdatenwerte "1" oder "0" abhängig vom Vorhandensein oder
Fehlen einer solchen Daten-Magnetblasendomäne aufgezeichnet
sind.
-
Bei der Erfindung wird zum Auslesen oder Wiedergeben der
aufgezeichneten Daten von einem solchen magneto-optischen
Aufzeichnungsmedium S speziell derjenige Bereich des
Mediums, aus dem auszulesen ist, durch Einstrahlen eines
Laserstrahls oder dergleichen bis auf die vorgegebene
Temperatur TPB über dem Curie-Punkt Tc2 des zweiten magnetischen
Films 12 erhitzt, so daß die gegenseitige magnetische
Kopplung zwischen dem ersten und dritten Magnetfilm 11 und 13
unterbrochen wird, wenn der aufgezeichnete Datenwert
abhängig vom Kerr-Rotationswinkel oder vom
Faraday-Rotationswinkel ausgelesen wird, der von der magneto-optischen
Wechselwirkung herrührt, die vom Vorhandensein oder Fehlen einer
Magnetdomäne abhängt. In diesem Zustand ist daher der erste
magnetische Film 11 von jeder magnetischen Beschränkung
durch den dritten magnetischen Film 13 befreit, und die
aufgezeichnete Daten-Magnetdomäne wird durch das magnetische
Feld ausgedehnt oder eingeengt, das der Summe aus einem
Entmagnetisierungsfeld und einem falls erforderlich angelegten
äußeren Magnetfeld entspricht, wie auch durch die bei der
Temperatur TPB hervorgerufene Verringerung der
Koerzitivkraft des ersten magnetischen Films 11.
-
Wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4C und 4D
erläutert wird, ändert sich das Ausgangssignal während des
Abspielbetriebs aufgrund des Ausdehnens oder Einengens der
Datenbits, und das Signal kann durch Differenzieren des
Ausgangssignals proportional zum Kerr-Rotationswinkel erhalten
werden. In diesem Fall können zwei eng benachbart
aufgezeichnete Datenbits gesondert wiedergegeben werden, um
Aufzeichnen mit hoher Dichte zu ermöglichen.
-
Wenn der erste magnetische Film 1 aus einem geeigneten
Material besteht, das so ausgebildet ist, daß ein großer Kerr-
Rotationswinkel oder Faraday-Rotationswinkel erzielt werden
kann, kann ferner die für die Daten-Magnetdomäne wesentliche
Fläche aufgrund der hauptsächlich im ersten magnetischen
Film 11 aufgezeichneten Daten erhöht werden, um demgemäß ein
größeres Wiedergabeausgangssignal zu erstellen und dadurch
das S/R(T/R)-Verhältnis weiter zu verbessern.
-
Da die Wiedergabe in einem Zustand ausgeführt wird, in dem
die aufgezeichnete Daten-Magnetdomäne mit erheblicher
Vergrößerung der Fläche der gelesenen Magnetdomäne erweitert
wurde, wird es möglich, das Wiedergabe-Ausgangssignal zu
erhöhen, um schließlich das S/R-Verhältnis zu verbessern.
-
Der Lesebereich des Aufzeichnungsmediums wird nach der
Wiedergabe eines Datenwerts durch Verschiebung der Bestrahlung
durch den abrasternden Laserstrahl abgekühlt, so daß der
dritte magnetische Film 13 mit hoher Koerzitivkraft als
magnetische Aufzeichnungsspeicherschicht bei einem Prozeß
dient, bei dem der erste bis dritte magnetische Film 11 bis
13 gekühlt werden, z. B. auf Raumtemperatur TRT, und die sich
ergebende Magnetisierung des dritten Magnetfilms 13 so
wirkt, daß sie den zweiten magnetischen Film 12 durch
magnetische Kopplung magnetisiert und dann den damit magnetisch
gekoppelten ersten magnetischen Film 11 magnetisiert,
wodurch die magnetische Datenbitdomäne im ursprünglichen
Aufzeichnungszustand wieder gebildet wird, um wieder den
Aufzeichnungszustand einzunehmen.
-
Erfindungsgemäß ist, wie dies vorstehend beschrieben wurde,
der als Zwischenschicht des magneto-optischen
Aufzeichnungsmediums S dienende zweite magnetische Film 12 wahlweise
entweder in einem magnetisch gekoppelten Zustand oder einen
magnetisch unterbrochenen Zustand betreffend den ersten und
dritten magnetischen Film 11 und 13 versetzbar, so daß der
zweite magnetische Film 12 bei einem Wiedergabevorgang den
ersten und dritten magnetischen Film 11 und 13 als
Zwischenschicht magnetisch voneinander trennt, um eine Vergrößerung
oder ein Schrumpfen der Magnetdomäne mit einem
aufgezeichneten Datenwert im ersten magnetischen Film 11 zu ermöglichen.
Daher behält der dritte magnetische Film 13 seine Funktion
als magnetische Aufzeichnungsspeicherschicht bei, um seine
Magnetisierung aufrecht zu erhalten, während der erste
magnetische Film 11 eine Funktion als Wiedergabeschicht zeigt,
um eine höhere Trennung von Signalen zu liefern, um hohe
Aufzeichnungsdichte mit verbessertem
Wiedergabeausgangssignal zu ermöglichen, wenn eine Vergrößerung der Magnetdomäne
auftritt. Demgemäß kann die Aufzeichnungsdichte bei
sichergestelltem ausreichendem Wiedergabeausgangssignal trotz der
Minimierung der Magnetdomäne für bitförmige Daten erhöht
werden, wodurch beim Aufzeichnen eine höhere Dichte
erzielbar ist.
-
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 erfolgt nachfolgend eine
Beschreibung für den Magnetisierungszustand, wie er erhalten
wird, wenn der erste bis dritte magnetische Film 11 bis 13
alle aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Es sei
nun angenommen, daß die magnetischen Filme 11 bis 13 in
einem Anfangszustand ohne Aufzeichnung rechtwinklige
Magnetisierungen in einer Richtung aufweisen, wie dies in Fig. 2A
dargestellt ist. Wenn ein Datenwert "1" aufgezeichnet wird,
wird ein Datenbit oder eine magnetische Datendomäne BM mit
einer Magnetisierung ausgebildet, die richtungsmäßig zum
Anfangszustand umgedreht ist, wie dies in Fig. 2B dargestellt
ist.
-
Beim Auslesen der so gebildeten Daten-Magnetdomäne BM wird
ein Laserstrahl LB auf die Daten-Magnetdomäne BM in solcher
Weise aufgestrahlt, wie dies in Fig. 2C dargestellt ist,
daß, wie oben beschrieben, die vorstehend genannte
vorgegebene Temperatur TPB z. B. im Mittelpunkt des beleuchteten
Bereichs erhalten wird. In diesem Zustand wird der zweite
magnetische Film 12 bis über seinen Curie-Punkt Tc2 erhitzt,
so daß sein Magnetismus verloren geht, wodurch die
magnetische Kopplung zwischen dem ersten und dritten magnetischen
Film 11 und 13 unterbrochen ist. Wenn ein äußeres Magnetfeld
Hex in diesem Zustand in einer Richtung angelegt wird, die
dieselbe wie diejenige des im Aufzeichnungsbetrieb
angelegten äußeren Vormagnetisierungsfeldes ist, d. h. in Richtung
der ursprünglichen Magnetisierung der Magnetdomäne BM, oder
in derjenigen in der Aufzeichnungsbetriebsart, wird die
Magnetdomäne BM des ersten magnetischen Films 11, dessen
Koerzitivkraft Hc1 bei der Temperatur TPB kleiner gemacht ist,
durch die Summe aus dem äußeren Magnetfeld und dem
Entmagnetisierungsfeld vergrößert.
-
In einem Zustand, in dem der Laserstrahl LB außerhalb der
Daten-Magnetdomäne BM eingestrahlt wird, wie in Fig. 2D
dargestellt, ist der in der Daten-Magnetdomäne hervorgerufene
Temperaturanstieg relativ klein, so daß im wesentlichen
keine Ausdehnung des Datenbits oder Magnetdomäne BM auftritt.
So wird es möglich, lediglich die Magnetdomäne BM mit
aufgezeichnetem Datenwert alleine zu vergrößern, die in der Mitte
der Magnetdomänen LB im mittleren Bereich des Laserstrahls
vorliegt, der die Abrasterung in der Laserbetriebsart
ausführt.
-
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 erfolgt nachstehend eine
Beschreibung für den Magnetisierungszustand, wie er erhalten
wird, wenn der erste bis dritte Magnetfeld 11 bis 13 bei
einem anderen Beispiel alle aus einem ferromagnetischen
Material bestehen. Es sei nun angenommen, daß die magnetischen
Filme 11 bis 13 in einem Anfangszustand ohne Aufzeichnung
eine rechtwinklige Magnetisierung in einer Richtung zeigen,
wie es in Fig. 3A dargestellt ist. Wenn ein Datenwert "1"
aufgezeichnet wird, wird ein Datenbit oder eine
Daten-Magnetdomäne BM mit einer Magnetisierung ausgebildet, die
richtungsmäßig umgekehrt zu der des Anfangszustandes ist,
wie in Fig. 3B dargestellt. Beim Auslesen der so gebildeten
Daten-Magnetdomäne BM wird ein Laserstrahl LB auf die Daten-
Magnetdomäne BM auf solche Weise aufgestrahlt, wie dies in
Fig. 3C dargestellt ist, daß, wie dies oben beschrieben
wurde, die vorstehend genannte vorgegebene Temperatur TPB z. B.
im Mittelpunkt des beleuchteten Bereichs erhalten wird. In
diesem Zustand wird der zweite magnetische Film 12 über
seinen Curie-Punkt Tc2 erhitzt, so daß sein Magnetismus
verloren geht, wodurch die magnetische Kopplung zwischen dem
ersten und dritten Magnetfilm 11 und 13 unterbrochen wird.
Wenn in diesem Zustand ein äußeres Magnetfeld Hex in der
Richtung angelegt wird, die umgekehrt zu derjenigen des beim
Aufzeichnungsvorgang angelegten äußeren
Vormagnetisierungsfeldes ist, d. h. in Richtung der ursprünglichen
Magnetisierung der Magnetdomäne BM oder derjenigen in der
Aufzeichnungsbetriebsart, schrumpft die Magnetdomäne BM des ersten
magnetischen Films 11, dessen Koerzitivkraft Hc1 bei der
Temperatur TPB kleiner gemacht ist, auf z. B. eine Breite W2,
oder sie wird durch die Kombination des äußeren Magnetfelds
Hex und des Entmagnetisierungsfeldes umgedreht.
-
Demgemäß kann dann, wenn der von der Magnetdomäne BM
abgespielte Datenwert in Form z. B. einer differentiellen
Änderung im Kerr-Rotationswinkel so ausgegeben wird, ein starkes
Ausgangssignal erhalten werden. Da der erste magnetische
Film 11 eine Funktion als Wiedergabeschicht zum Vergrößern
des wiedergegebenen Ausgangssignals durch Verkleinern oder
Umkehren der Magnetdomäne beim Wiedergabebetrieb aufweist,
wird es möglich, ein ausreichend großes
Wiedergabeausgangssignal trotz der Minimierung der Magnetdomäne als
bitförmiger Datenwert zu erhalten, wodurch eine höhere
Aufzeichnungsdichte realisiert wird.
-
Fig. 4A zeigt die Beziehung zwischen in einer Führungsspur T
aufgezeichneten Bits BM1, BM2, . . . und einem
Laserstrahlfleck LB, der einen viel größeren Durchmesser als die
aufgezeichneten Bits aufweist.
-
In Fig. 4A zeigt der Pfeil A die Bewegungsrichtung des
magneto-optischen Aufzeichnungsmediums an.
-
In Fig. 4B zeigt die durchgezogene Linie den Signalverlauf
eines Ausgangssignals vom magneto-optischen
Aufzeichnungsmedium mit den wie in Fig. 4A dargestellt aufgezeichneten
Bits, bei einem herkömmlichen Verfahren, das kein Vergrößern
oder Schrumpfen aufgezeichneter Bits bewirkt. Bei diesem
herkömmlichen Verfahren können die aufgezeichneten Bits BM1
und BM2 nicht getrennt wiedergegeben werden, da Signale, wie
sie von jedem der aufgezeichneten Bits BM1, BM2 erhalten
werden und wie sie durch die gestrichelten Linien
dargestellt sind, einander überlappen.
-
Fig. 4C zeigt den Signalverlauf eines Ausgangssignals vom
magneto-optischen Aufzeichnungsmedium von Fig. 4A, wenn die
aufgezeichneten Bits beim Abspielen vergrößert werden,
wobei die dicht beieinander angeordneten Bits BM1, BM2
getrennt wiedergegeben werden können. Fig. 4D zeigt den
Signalverlauf eines Ausgangssignals, wenn die aufgezeichneten
Bits beim Abspielen verkleinert werden.
-
Demgemäß wird dann, wenn das Abrastern mit einem Laserstrahl
auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgeführt wird,
auf denen Magnetdomänen BM mit aufgezeichneten Daten mit
gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, wie in Fig. 5A
dargestellt, ein durch das Auslesen der Magnetdomänen BM
erhaltenes Ausgangssignal erzielt, das den Signalverlauf von Fig.
5B aufweist, bei dem ein höherer Wert nach oben zeigt, im
Vergleich zu einem Wert bei idealer Entmagnetisierung beim
Löschen der Magnetdomäne BM, wenn die Domäne beim Abspielen
vergrößert wird.
-
In der Praxis ist es dann, wenn der erste bis dritte
Magnetfilm 11 bis 13 aus Seltenerd- und Übergangsmetallen bestehen
und solchen Ferrimagnetismus aufweisen, daß die
Untergittermagnetisierung des Übergangsmetalls und diejenige des
Seltenerdmetalls einander entgegengerichtet sind, erforderlich,
die Richtung des äußeren Magnetfeldes Hex, das beim
Wiedergabevorgang angelegt wird, wahlweise abhängig davon zu
bestimmen, ob die Untergittermagnetisierung des
Übergangsmetalls oder diejenige des Seltenerdmetalls in jedem
magnetischen Film vorherrschend ist.
-
Eine solche Bestimmung wird nun nachfolgend im einzelnen
beschrieben. Bezogen auf die Richtung eines bei einem
Wiedergabevorgang angelegten äußeren Magnetfeldes Hex wird die
Richtung eines bei einem Aufzeichnungsvorgang angelegten
äußeren Vormagnetisierungsfeldes als Bezugsgröße angesehen
und es erfolgen getrennte Überlegungen dahingehend, ob die
Sättigungsmagnetisierung des dritten Magnetfilms 13, die
direkt unterhalb des Curie-Punkts Tc3 desselben auftritt und
das die Aufzeichnungsrichtung bestimmt, in einem vom
Übergangsmetall bestimmten Untergitterzustand oder einem vom
Seltenerdmetall bestimmten Untergitterzustand ist. Hierbei
werden das Entmagnetisierungsfeld und das magnetische
Streufeld, die auf die Daten-Magnetdomäne BM im ersten
magnetischen Film 11 wirken, von der Berücksichtigung ausgenommen.
-
[1-1] Wenn sich die Magnetisierung des dritten magnetischen
Films 13 direkt unterhalb des Curie-Punkts Tc3 in einem vom
Übergangsmetall bestimmten Untergitterzustand befindet:
-
(1-1a) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in der Nähe des Curie-Punkts Tc2 des zweiten
magnetischen Films 12 in einem vom Übergangsmetall bestimmten
Untergitterzustand befindet, kann die Magnetdomäne BM mit
aufgezeichnetem Datenwert dadurch vergrößert werden, daß beim
Wiedergabevorgang ein äußeren Magnetfeld in einer Richtung
angelegt wird, die dieselbe ist, wie diejenige eines beim
Aufzeichnungsvorgang angelegten äußeren Magnetfelds.
-
(1-1b) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in der Nähe des Curie-Punkts Tc2 des zweiten
magnetischen Films 12 nahe bei null befindet, wird die Temperatur
beim Wiedergabevorgang weiter über die Nähe zum Curie-Punkt
Tc2 des zweiten magnetischen Films 12 erhöht, so daß die
Magnetisierung des ersten magnetischen Films 11 in einen
Untergitterzustand versetzt wird, der von einem
Übergangsmetall bestimmt wird. In diesem Fall kann die
Magnetblasendomäne BM dadurch vergrößert werden, daß ein äußeres
Magnetfeld Hex in derselben Richtung wie bei der
Aufzeichnungsbetriebsart angelegt wird.
-
(1-1c) Wenn sich die Magnetisierung des ersten Magnetfilms
11 in der Nähe des Curie-Punkts Tc2 des zweiten magnetischen
Films 12 in einem von einem Seltenerdmetall bestimmten
Untergitterzustand befindet, kann die Magnetdomäne BM dadurch
vergrößert werden, daß beim Wiedergabevorgang ein äußeres
Magnetfeld Hex in derjenigen Richtung angelegt wird, die
umgekehrt zu derjenigen in der Aufzeichnungsbetriebsart ist.
-
[2-1] Wenn sich die Magnetisierung des dritten magnetischen
Films 13 im Untergitterzustand befindet, der durch das
Seltenerdmetall bestimmt wird, direkt unterhalb des Curiepunkts
Tc3:
-
(1-2a) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 13 in einem Untergitterzustand, der durch ein
Übergangsmetall bestimmt wird, in der Nähe des Curie-Punkts Tc2
des zweiten magnetischen Films 12 befindet, kann die
Magnetblasendomäne BM dadurch vergrößert werden, daß beim
Wiedergabebetrieb ein äußeren Magnetfeld Hex in der Richtung
umgekehrt zu derjenigen in der Aufzeichnungsbetriebsart
angelegt wird.
-
(1-2b) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in der Nähe des Curie-Punkts Tc2 des zweiten
magnetischen Films 12 dicht bei null befindet, wird die
Temperatur TPB beim Wiedergabebetrieb weiter über die Nähe zum
Curie-Punkt Tc2 des zweiten magnetischen Films 12 erhöht, so
daß die Magnetisierung des ersten magnetischen Films 11 in
einen Untergitterzustand überführt wird, der durch ein
Übergangsmetall bestimmt wird. In diesem Fall kann die
Magnetdomäne BM dadurch vergrößert werden, daß ein äußeres
Magnetfeld Hex in der Richtung umgekehrt zu derjenigen in der
Aufzeichnungsbetriebsart angelegt wird.
-
(1-2c) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in einem Untergitterzustand, der durch ein
Seltenerdmetall bestimmt wird, in der Nähe des Curie-Punkts Tc2
des zweiten magnetischen Films 12 befindet, kann die
Magnetblasendomäne BM dadurch vergrößert werden, daß beim
Wiedergabebetrieb ein äußeres Vormagnetisierungsfeld Hex in
derselben Richtung wie in der Aufzeichnungsbetriebsart angelegt
wird.
-
[1-2] Wenn sich die Magnetisierung des dritten magnetischen
Films 12 in einem Untergitterzustand, der durch ein
Übergangsmetall bestimmt wird, direkt unterhalb des Curie-Punkts
Tc3 befindet:
-
(2-1a) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in einem Untergitterzustand, der von einem
Übergangsmetall bestimmt wird, in der Nähe des Curiepunkts Tc2
des zweiten magnetischen Films 12 befindet, kann die
Magnetdomäne BM mit einem aufgezeichneten Datenwert dadurch
verkleinert oder invertiert werden, daß beim Wiedergabebetrieb
ein äußeres Magnetfeld in derjenigen Richtung angelegt wird,
die umgekehrt zu derjenigen in der Aufzeichnungsbetriebsart
ist.
-
(2-1b) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in der Nähe des Curie-Punkts Tc2 des zweiten
magnetischen Films 12 dicht bei null befindet, wird die
Temperatur
beim Wiedergabebetrieb weiter über die Nähe zum Curie-
Punkt Tc2 des zweiten magnetischen Films 12 erhöht, so daß
die Magnetisierung des ersten magnetischen Films 12 in einen
Untergitterzustand überführt wird, der durch ein
Übergangsmetall bestimmt wird. In diesem Fall kann die
Magnetblasendomäne BM dadurch verkleinert oder invertiert werden, daß
ein äußeres Magnetfeld Hex in der Richtung umgekehrt zu
derjenigen in der Aufzeichnungsbetriebsart angelegt wird.
-
(2-1c) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in einem Untergitterzustand, der von einem
Seltenerdmetall bestimmt wird, in der Nähe des Curie-Punkts Tc2
des zweiten magnetischen Films 12 befindet, kann die
Magnetdomäne BM dadurch verkleinert oder umgekehrt werden, daß
beim Wiedergabebetrieb ein äußeres Magnetfeld Hex in
derselben Richtung wie in der Aufzeichnungsbetriebsart angelegt
wird.
-
[2-2] Wenn sich die Magnetisierung des dritten magnetischen
Films 12 in einem Untergitterzustand, der von einem
Seltenerdmetall bestimmt wird, direkt unterhalb des Curie-Punkts
Tc3 desselben befindet:
-
(2-2a) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in einem Untergitterzustand, der von einem
Übergangsmetall bestimmt wird, in der Nähe des Curie-Punkts Tc2
des zweiten magnetischen Films 12 befindet, kann die
Magnetblasendomäne BM dadurch verkleinert oder invertiert werden,
daß beim Wiedergabevorgang ein äußeres Magnetfeld Hex in
derselben Richtung wie in der Aufzeichnungsbetriebsart
angelegt wird.
-
(2-2b) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in der Nähe des Curie-Punkts Tc2 des zweiten
magnetischen Films 12 nahe bei null befindet, wird die Temperatur
TPB beim Wiedergabebetrieb weiter über die Nähe zum Curie-
Punkt Tc2 des zweiten magnetischen Films 12 erhöht, so daß
die Magnetisierung des ersten magnetischen Films 11 in einen
Untergitterzustand überführt wird, der von einem
Übergangsmetall
bestimmt wird. In diesem Fall kann die Magnetdomäne
BM dadurch verkleinert oder invertiert werden, daß ein
äußeres Magnetfeld Hex in derselben Richtung wie in der
Aufzeichnungsbetriebsart angelegt wird.
-
(2-2c) Wenn sich die Magnetisierung des ersten magnetischen
Films 11 in einem Untergitterzustand, der von einem
Seltenerdmetall bestimmt wird, in der Nähe des Curie-Punkts Tc2
des zweiten magnetischen Films 12 befindet, kann die
Magnetblasendomäne BM dadurch verkleinert oder invertiert werden,
daß beim Wiedergabevorgang ein äußeres
Vormagnetisierungsfeld Hex in der Richtung umgekehrt zu derjenigen in der
Aufzeichnungsbetriebsart angelegt wird.
BEISPIEL
-
Das Substrat 1 besteht aus einem durchsichtigen Material wie
einer Glasplatte, einer Kunststoffplatte aus Acrylharz,
Polycarbonatharz oder dergleichen, und es sind, obwohl dies
nicht dargestellt ist, Spurnuten für eine
Spurführungsregelung auf einer Seite des Substrats mit einer Schrittweite
von z. B. 1,6 um ausgebildet. Ein aus Si&sub3;N&sub4; bestehender
dielektrischer Film 2, ein erster bis dritter magnetischer
Film 11 bis 13 und ferner ein Schutzfilm 4 sind
aufeinanderfolgend durch die Technik kontinuierlicher Aufdampfung oder
kontinuierlichen Sputterns, ausgeführt z. B. durch eine
Magnetron-Sputtervorrichtung auf dem Substrat 1 ausgebildet.
-
Der erste magnetische Film 11 kann aus GdCo, GdFeCo, GdFe
oder dergleichen bestehen; der zweite magnetische Film 12
kann aus DyFe, DyFeCo, TbFe oder dergleichen bestehen; und
der dritte magnetische Film 13 kann aus TbFe, TbFeCo, DyFeCo
oder dergleichen bestehen, und die Zusammensetzung jeder
Schicht wird so ausgewählt, daß sich eine geeignete Tc- und
Hc-Charakteristik ergibt. In einem solchen dritten
magnetischen Film 13 können Magnetdomänen BM ausgebildet werden,
die jeweils einen Durchmesser kleiner als 0,1 um aufweisen.
-
Ein als optische Platte S bekanntes magneto-optisches
Aufzeichnungsmedium wurde dadurch hergestellt, daß der Reihe
nach auf einem Glassubstrat mit Spurnut mit einer
Schrittweite von 1,6 um ein dielektrischer Film 2 aus Si&sub3;N&sub4;, ein
erster magnetischer Film 11 aus GdFeCo, ein zweiter
magnetischer Film aus DyFeCo, ein dritter magnetischer Film 13 aus
DyFeCo und ein Schutzfilm 4 aus Si&sub3;N&sub4; in Form einander
überlagerter Schichten durch kontinuierliches Sputtern
ausgebildet wurden, das von einer Magnetron-Sputtervorrichtung
ausgeführt wurde. Tabelle 1 listet nachfolgend die jeweiligen
Dicken und magnetischen Eigenschaften solcher magnetischer
Filme 11 bis 13 in Form einzelne Schichten auf.
Tabelle 1
Material Dicke Curie-Punkt Haltekraft Magnetischer Film 11 (Feco-reich) Magnetischer Film 12 (Dy-reich) Magnetischer Film 13 (Dy-reich)
-
In Tabelle 1 bedeutet "FeCo-reich" einen Film, bei dem die
Magnetisierung des FeCo-Untergitters bei Raumtemperatur
vorherrscht und "Dy-reich" bedeutet einen Film, bei dem die
Magnetisierung des Dy-Untergitters bei Raumtemperatur
vorherrscht.
-
Fig. 6 zeigt graphisch die Ergebnisse einer Messung zur
Abhängigkeit träger Signalpegel/Störsignalpegel (T/R) von der
Aufzeichnungsfrequenz beim magneto-optischen
Aufzeichnungsmedium
S des Ausführungsbeispiels 1. In Fig. 6 repräsentiert
eine durchgezogene Kurve die Charakteristik, die unter
Verwendung einer Objektivlinse mit einer numerischen Apertur
N.A. von 0,50 und einem Abspielkopf mit einem Laserstrahl
3 mit einer Wellenlänge von 780 nm unter Bedingungen erhalten
wird, zu denen eine Lineargeschwindigkeit des Abspielkopfs
von 7,5 m/sec, eine Aufzeichnungsleistung von 7,0 mW, eine
Feldstärke von 500 (Oe) des äußeren
Aufzeichnungsmagnetfelds, eine auf null eingestellte Feldstärke des äußeren
Abspielmagnetfelds und eine Abspielleistung von 3,5 mW
gehören. Ebenfalls in Fig. 6 repräsentiert eine gestrichelte
Kurve die Charakteristik, wie sie mit einer
Wiedergabeleistung von 1,5 mW erhalten wird. Wenn die Wiedergabeleistung
wie bei diesem Beispiel auf 1,5 mW eingestellt ist, ist die
3 Frequenzabhängigkeit des erzielten T/R-Verhältnisses
dieselbe wie bei einer herkömmlichen optischen Platte, die
lediglich eine einzige Schicht aus TbFeCo als ganzen magnetischen
Film aufweist. Dies scheint von der Erscheinung herzurühren,
daß bei einer Wiedergabeleistung so kleinen Wertes die
Heiztemperatur nicht den Curie-Punkt Tc2 des zweiten
magnetischen Films 12 erreicht und daher eine aufgezeichnete
Magnetdomäne beim Wiedergabebetrieb nicht verformt wird. Wenn
die Wiedergabeleistung 3,5 mW im Vergleich zum obigen
Beispiel von 1,5 mW beträgt, ist das T/R-Verhältnis in einem
3 Bereich deutlich erhöht, in dem die Länge der Magnetdomäne
oder die Bitlänge 1 k1einet als 0,7 um ist. Selbst wenn die
Bitlänge 1 0,3 um entspricht, wird immer noch die gewünschte
Signalkomponente erhalten, obwohl das T/R-Verhältnis niedrig
ist. In diesem Fall war das äußere Magnetfeld Hex beim
Abspielen auf null eingestellt, und es lag ein Streufeld von
dem das Datenbit umgebenden Gebiet vor. In einem Bereich, in
dem die Bitlänge 1 größer als 0,7 um ist, ist dagegen das
T/R-Verhältnis wegen einer Zunahme des Störpegels N
verringert. Es wurde bestätigt, daß dann, wenn derjenige Bereich
3 des Mediums, der bereits einmal mit einer Leistung von
3,5 mW abgespielt wurde, wieder abgespielt wird, das T/R-
Verhältnis unabhängig davon wieder erreicht wird, ob die
letztere Wiedergabeleistung 1,5 mW oder 3,5 mW ist.
-
Wenn die Leistung des Laserstrahls während des
Wiedergabevorgangs beim vorstehend genannten Ausführungsbeispiel 1
konstant gehalten wird, verbreitert sich das
Temperaturprofil aufgrund der thermischen Diffusion im
Aufzeichnungsmedium S, so daß die Auflösung bei der Wiedergabe eines
Mikrodatenbits (Magnetdomäne) verschlechtert ist. Ein steiles
Temperaturprofil ist dadurch erzielbar, daß die Wiedergabe
mit einem impulsförmigen Laserstrahl kleiner Breite in einem
Frequenzintervall ausgeführt wird, das der minimalen
Bitlänge entspricht. Ferner kann zum Erzielen einer sofortigen
3 Abstrahlung der im magnetischen Film absorbierten
Wärmeenergie ein Abstrahlungsfilm mit hohem Wärmeleitvermögen, wie
ein Aluminiumfilm, auf dem dritten magnetischen Film 13
abgeschieden werden (an derjenigen Seite desselben, die der
Seite abgewandt ist, die in Berührung mit dem zweiten
magnetischen Film 12 steht).
-
Fig. 7 zeigt graphisch eine Kurve für eine Charakteristik,
die die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Kehrwert
der Feldstärke des ersten magnetischen Films 11 im
magnetooptischen Aufzeichnungsmedium S des Beispiels zeigt. Fig. 8
zeigt graphisch die Meßergebnisse für die Abhängigkeit des
Trägersignalpegel/Rauschsignalpegel (T/R) -Verhältnisses von
der Aufzeichnungsfrequenz im Medium S. In Fig. 8
repräsentiert eine durchgezogene Linie die Charakteristik, wie sie
unter Verwendung einer Objektivlinse mit einer numerischen
Apertur N.A. von 0,50 und eines Abspielkopfs mit einem
Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 780 nm unter Bedingungen
erhalten wird, zu denen eine lineare Geschwindigkeit des
Abspielkopfs von 7,5 m/sec, eine Wiedergabeleistung von
7,0 mW, ein äußeres Aufzeichnungsmagnetfeld mit einer Stärke
von 500 (Oe), ein äußeres Aufzeichnungsmagnetfeld mit einer
Stärke von 600 (Oe), das in derselben Richtung wie das
äußere Aufzeichnungsmagnetfeld angelegt wird, und eine
Abspielleistung von 3,5 mW gehören. Auch in Fig. 8 repräsentiert
eine gestrichelte Kurve die Charakteristik, wie sie bei
einer Wiedergabeleistung von 1,5 mW erzielt wird. Wenn die
Wiedergabeleistung wie bei diesem Beispiel auf 1,5 mW
eingestellt ist, ist die erzielte Abhängig für T/R dieselbe, wie
bei einer herkömmlichen optischen Platte, die lediglich eine
einzige Schicht aus TbFeCo als ganzen magnetischen Film
aufweist. Dies scheint von der Erscheinung herzurühren, daß bei
einer Abspielleistung derart kleinen Wert die Heiztemperatur
den Curie-Punkt Tc2 des zweiten magnetischen Films 12 nicht
erreicht und daher die aufgezeichneten Magnetdomänen beim
Wiedergabebetrieb nicht verformt werden. Wenn die
Abspielleistung 3,5 mW im Vergleich zum vorigen Beispiel von 1,5 mW
beträgt, nimmt das T/R-Verhältnis in einem Bereich deutlich
zu, in dem die Magnetdomänenlänge oder die Bitlänge 1
kleiner als 0,7 um ist. Selbst wenn die Bitlänge 1 0,3 um
entspricht, wird immer noch die gewünschte Signalkomponente
erhalten, obwohl das T/R-Verhältnis niedrig ist. In einem
Bereich, in dem die Bitlänge 1 größer als 0,7 um ist, ist das
T/R-Verhältnis dagegen wegen einer Zunahme des
Störsignalpegels N verringert. Ferner repräsentiert in Fig. 8 eine
strichpunktierte Linie eine Charakteristik, wie sie mit
einer Abspielleistung von 3,5 mW (l < 0,5 um) erhalten wird,
wenn die Stärke Hex des äußeren Magnetfelds auf 0 (Oe)
eingestellt ist. Wie dargestellt, ist dann, wenn die Bitlänge 1
kleiner als 0,5 um ist, das mit Hex = 600 (Oe) erhaltene
T/R-Verhältnis höher als das Verhältnis mit Hex = 0 (Oe).
-
Es wurde bestätigt, daß dann, wenn ein Bereich des Mediums,
der einmal mit einer Leistung von 3,5 mW abgespielt wurde,
erneut abgespielt wird, das T/R-Verhältnis unabhängig davon
wiedererreicht wird, ob die letztere Abspielleistung 1,5 mW
oder 3,5 mW ist.
-
Wenn die Laserstrahlleistung während des Abspielbetriebs
beim vorstehend angegebenen Beispiel konstant gehalten wird,
verbreitert sich das Temperaturprofil aufgrund der
Wärmediffusion im Aufzeichnungsmedium S, so daß sich die Auflösung
bei der Wiedergabe eines Mikrodatenbiß (Magnetdomäne)
verschlechtert. Ein steiles Temperaturprofil ist dadurch
erzielbar, daß die Wiedergabe mit einem Impulslaserstrahl
enger Breite mit einem Frequenz Intervall ausgeführt wird, das
der minimalen Bitlänge entspricht. Ferner kann zum
Herbeiführen einer sofortigen Abstrahlung der im magnetischen Film
absorbierten Wärmeenergie ein Abstrahlungsfilm mit hoher
Wärmeleitfähigkeit, wie ein Aluminiumfilm auf dem
magnetischen Film 13 abgeschieden werden (auf derjenigen Seite
desselben, die der Seite gegenüberliegt, die in Berührung mit
dem zweiten magnetischen Film 12 steht).
-
Wie vorstehend beschrieben, werden bei der Erfindung, die
eine Schichtstruktur aus einem ersten, zweiten und dritten
magnetischen Film 11, 12 und 13 aufweist, diese drei
magnetischen Filme bei normaler Temperatur in einem magnetisch
miteinander gekoppelten Zustand gehalten und wenn sie beim
Wiedergabebetrieb erhitzt werden, wirkt der zweite
magnetische Film 12 so, daß er die magnetische Kopplung zwischen
dem ersten und dritten magnetischen Film 11 und 13
unterbricht, um dadurch eine Magnetdomäne mit einem
aufgezeichneten Datenwert im ersten magnetischen Film 11 zu vergrößern
oder zu verkleinern, um dadurch das S/R(T/R)-Verhältnis des
Wiedergabeausgangssignals zu verbessern, wobei der
Aufzeichnungszustand im Hinblick auf den dritten magnetischen Film
13 aufrecht erhalten werden kann. Daher kann nach Beendigung
der Wiedergabe der Aufzeichnungszustand so wiederhergestellt
werden, was schließlich zufriedenstellende
Wiedergabeeigenschaften gewährleistet, ohne daß wiederholtes Abspielen
beeinträchtigt ist.
-
Da die Erfindung dazu in der Lage ist, ein ausreichend
starkes Wiedergabeausgangssignal zu schaffen, wie dies
vorstehend erwähnt wurde, wird es ferner möglich, eine
größenmäßige Verringerung der Daten-Magnetdomänen BM zu erzielen, um
dadurch die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen. Über das
Vorstehende hinaus können die Daten-Magnetdomänen BM selbst bei
einer anderen Struktur eines magneto-optischen
Aufzeichnungsmediums, bei dem Spurnuten in seinem Träger ausgebildet
sind, größenmäßig verringert werden. Daher können die
Aufzeichnungsmagnetdomänen nicht nur alleine in flächigen
Bereichen ausgebildet werden, wie bei jedem üblichen Medium,
sondern sowohl in flächigen Bereichen als auch in Spurnuten,
was demgemäß die Datenaufzeichnungsdichte weiter erhöht.