DE1242268B - Process for increasing the information density on magnetic recording media - Google Patents
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Description
Verfahren zur Erhöhung der Informationsdichte auf magnetischen Aufzeichnungsträgern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Informationsdichte mittels Energiestrahlung durch lokale Ent- bzw. Ummagnetisierung vormagnetisierter magnetischer Aufzeichnungsträger.Process for increasing the information density on magnetic recording media The invention relates to a method for increasing the information density by means of Radiation of energy through local demagnetization or reversal of magnetization of premagnetized magnetic ones Recording media.
Es ist bereits bekannt, elektrische Daten in Magnetbändern einzuspeichern, indem magnetisierbare Bereiche in diesen Bändern verschieden ausgerichtet werden. Die Ausrichtung der Magnetisierüng erfolgt dabei an den Luftspalten von -sogenannten Magnetköpfen. Entsprechend der Richtung des magnetischen Feldvektors in diesen Luftspalten werden die regellos oder in bestimmter Weise angeordneten Dipole des Magnetbandes ausgerichtet. Die gespeicherten Informationen werden dabei durch Messen der magnetisch erzeugten Spannung der Lesekopfwicklung, die sich bei Vorbeigleiten des Magnetbandes am Kernspalt einstellt, abgefragt. Es sind auch solche Verfahren bekanntgeworden, bei denen zur Magnetisierung einem mägnetisierbaren Element des magnetischen Aufzeichnungsträgers Energie zugeführt wird, um seine Eigentemperatur -über die Umgebungstemperatur zu erhöhen und ihm eine magnetische Feldstärke eingeprägt wird, welche kleiner als die Koerzitivkraft des Elements bei Raumtemperatur, aber größer als die Koerzitivkraft bei der erhöhten Eigentemperatur ist. Wiederum ein anderes bekanntes Verfahren geht dahin die zu speichernde Information mittels einer Kathodenstrahlröhre, deren Elektronenstrahl entsprechend der zu speichernden Information in seiner Intensität verändert wird, auf einen magnetischen Speicher aufzuzeichnen, wobei die Intensität des Kathodenstrahls so hoch bemessen wird, daß der Träger der Information in seinem jeweils von dem Kathodenstrahl getroffenen Bereich bis etwa zur Curie-Temperatur erhitzt und damit örtlich entmagnetisiert wird.It is already known to store electrical data in magnetic tapes, by aligning magnetizable areas in these bands differently. The alignment of the magnetization takes place at the air gaps of so-called Magnetic heads. Corresponding to the direction of the magnetic field vector in these air gaps become the randomly or in a certain way arranged dipoles of the magnetic tape aligned. The stored information is thereby made by measuring the magnetic generated tension of the read head winding, which is generated when the magnetic tape slides past adjusts at the core gap, queried. Such processes have also become known, in those for magnetization a magnetizable element of the magnetic recording medium Energy is supplied to its own temperature -above the ambient temperature increase and a magnetic field strength is impressed on it, which is smaller than the coercive force of the element at room temperature, but greater than the coercive force is at the increased intrinsic temperature. Yet another well-known method works then the information to be stored by means of a cathode ray tube, its electron beam its intensity is changed according to the information to be stored, to record on magnetic memory, with the intensity of the cathode ray is dimensioned so high that the carrier of the information in his each of the Cathode ray struck area heated to about the Curie temperature and thus is locally demagnetized.
Den vorgenannten bekannten Speicherverfahren ist der Nachteil eigen, daß die gespeicherte Informationsdichte außerordentlich gering ist. Beim erstgenannten Verfahren ist dies darauf zurückzuführen, daß sich magnetische Streufelder um den Luftspalt des Magnetkopfes ausbilden und dadurch Nachbarbezirke des eigentlichen zur Speicherung verwendeten Bereichs mit beeinflussen. Bei diesem Verfahren ist es aber auch unerwünscht, die Magnetbänder möglichst dicht an den Luftspalten der Magnetköpfe entlangzuführen, da sich bereits geringfügige Änderungen des Abstandes der Magnetbänder vom Magrietkopfluftspalt nachteilig für die Speicherintensität bzw. Abfragespannungsamplituden auswirken.The aforementioned known storage method has the disadvantage that that the stored information density is extremely low. The former This process is due to the fact that stray magnetic fields around the Form air gap of the magnetic head and thereby neighboring districts of the actual to influence the area used for storage. With this procedure is But it is also undesirable to keep the magnetic tapes as close as possible to the air gaps Move along magnetic heads, as there are already slight changes in the distance the magnetic tapes from the Magrietkopf air gap disadvantageous for the storage intensity or query voltage amplitudes.
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, die Dichte der einzuspeichernden Informationen auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger zu erhöhen und die Einschreibgeschwindigkeit für die Informationen heraufzusetzen.The invention is based on the task of determining the density of the Increase information on the magnetic recording medium and the writing speed for the information to raise.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Verfahren der eingangs- erwähnten Art vor, daß die der Informationsspeicherung dienenden Bereiche des vormagnetisierten magnetischen Aufzeichnungsträgers durch die beim Auftreffen des scharf fokussierten LASER-Strahles auf den Aufzeichnungsträger in Wärme umgesetzte Energie entmagnetisiert werden.To achieve this object, the invention provides a method of the type mentioned at the outset that the areas used for information storage of the pre-magnetized magnetic recording medium due to the impact of the sharply focused LASER beam is converted into heat on the recording medium Energy to be demagnetized.
Der durch die Verwendung von LASER-Strahlen zur Informationsspeicherung erzielte technische Fortschritt, wie er auch gegenüber der Verwendung von sonstigen Energiestrahlen, z. B: EIektronenstrahlen, gegeben ist, liegt in einer Erhöhung der Informationsdichte sowie in einer sehr hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit der Information @ (Schreibgeschwindigkeit). Die hohe Informationsdiehte ist dabei auf die Möglichkeit der extrem scharfen Bündelung des LASER-Strahles zurückzuführen. Der weitere Vorteil der sehr hohen Schreibgeschwindigkeit ist einerseits auf die sehr hohen Modulationsfrequenzen (10 GI-1z) und andererseits auf den Umstand zurückzuführen, daß gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung zur Aufzeichnung der Information lediglich der LASER-Strahl ausgelenkt bzw. in kreisförmiger Bahn geführt werden muß, so daß also nur durch diesen die Schreibgeschwindigkeit begrenzt ist.The one through the use of LASER rays to store information achieved technical progress, as also compared to the use of other Energy beams, e.g. B: Electron rays given is in an elevation the information density as well as in a very high recording speed of the Information @ (writing speed). The high information demand is on the possibility of the extremely sharp bundling of the LASER beam. The further advantage of the very high writing speed is on the one hand due to the very high modulation frequencies (10 GI-1z) and on the other hand due to the fact, that according to a further proposal of the invention for recording the information only the LASER beam can be deflected or guided in a circular path must, so that the writing speed is limited only by this.
Im übrigen tritt wiederum, wie bereits bei den vorgenannten bekannten Verfahren erwähnt, durch den fokussierten LASER-Strahl auf einem örtlich außerordentlich eng begrenzten Bereich des Aufzeichnungsträgers eine Temperatur. auf, die über der Curie-Temperatur des Magnetikums liegen soll. Auf diese Weise wird der vormagnetisierte Bereich, der von diesem LASER-Strahl getroffen und erwärmt wird, entmagnetisiert, so daß das. Magnetikum einen »ja«- bzw. »nein« bzw. »1«- bzw. »0«-Zustand entsprechend der Vor- bzw. Entmagnetisierung aufweist. Nach der Entfernung des LASER-Strahles vom Magnetikum und dessen Abkühlung unter die Curie-Temperatur ist es möglich, daß die entmagnetisierten Bereiche des Magnetikums durch die nicht entmagnetisierten Nachbarbereiche ummagnetisiert werden, so daß sich in den von den LASER-Strahlen getroffenen entmagnetisierten Bereichen eine zur Vormagnetisierung entgegengesetzt gerichtete Magnetisierung einstellen kann. Die Energiedichte und damit die Dichte der Informationen im Magnetikum kann erfindungsgemäß dadurch erhöht werden, daß der LASER-Strahl derart gebündelt wird, daß sein Brennpunkt etwa auf die umzumagnetisierenden Bereiche festgelegt ist.Otherwise occurs again, as is already known in the case of the aforementioned Procedure mentioned by the focused LASER beam on a locally extraordinary narrowly limited area of the recording medium a temperature. on that over the Curie temperature of the magnetics should be. In this way, the premagnetized Area that is hit and heated by this LASER beam is demagnetized, so that the. Magnetikum has a "yes" or "no" or "1" or "0" state accordingly the Has premagnetization or demagnetization. After removing the LASER beam from the Magnetic and its cooling below the Curie temperature it is possible that the demagnetized areas of the magnetic material through the non-demagnetized neighboring areas are remagnetized so that demagnetized in those struck by the LASER beams Set a magnetization opposite to the premagnetization in the areas can. The energy density and thus the density of information in the Magnetikum can according to the invention can be increased by bundling the LASER beam in such a way that that its focal point is set approximately on the areas to be magnetized.
Die Ausdrücke »LASER« bzw. »MASER« entstammen dem anglikanischen Sprachgebiet.
Dabei bedeuten
Die bei einem MASER bzw. LASER auftretenden Vorgänge sind z. B. in »radio mentor, 4, 1962, S. 300 bis 308«, beschrieben.The processes occurring in a MASER or LASER are z. Am "Radio mentor, 4, 1962, pp. 300 to 308".
An Hand der in den F i g. 1 bis 6 dargestellten Beispiele ist die Erfindung näher erläutert.On the basis of the FIGS. 1 to 6 illustrated examples is the Invention explained in more detail.
In F i g.1 ist schematisch eine Art des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Mit 1 ist der LASER bezeichnet, der einen LASER-Strahl 2 über eine Sammellinse 3 und einen drehbar gelagerten Prismenkörper 4 auf den magnetischenAufzeichnungsträger 5 strahlt. Der Abstand zwischen dem LASER-Körper bzw. dem Prismenkörper und dem Aufzeichnungsträger ist derart eingestellt, daß der Brennpunkt des LASER-Strahles 6 etwa in der Nähe der umzumagnetisierenden Bereiche auftritt. Mit 7 ist eine, Vormagnetisierungseinrichtung angegeben, durch die das Magnetband 5, das in Richtung R abläuft, vor der Einstrahlung des LASER-Strahles gezogen wird.One type of the method according to the invention is shown schematically in FIG. The LASER is designated by 1, which radiates a LASER beam 2 via a converging lens 3 and a rotatably mounted prism body 4 onto the magnetic recording medium 5. The distance between the LASER body or the prism body and the recording medium is set such that the focal point of the LASER beam 6 occurs approximately in the vicinity of the areas to be magnetized. 7 with a pre-magnetization device is indicated, through which the magnetic tape 5, which runs in the direction R, is pulled before the irradiation of the LASER beam.
In F i g. 2 ist eine Draufsicht auf ein Magnetband 5 mit der Vormagnetisierungseinrichtung 7 dargestellt. Die Vormagnetisierungseinrichtung erregt zwischen den Polen im Luftspalt ein magnetisches Feld S>. Durch dieses Magnetfeld wird das Magnetband 5 in Richtung 8 transversal zur Fortbewegungsrichtung R vormagnetisiert. Der rotierende LASER-Strahl fällt nun an der Stelle 6 auf das Magnetband. Infolge der örtlichen Erwärmung bis auf eine Temperatur über die Curie-Temperatur des Magnetikums wird dieser vom Strahl erwärmte Bereich entmagnetisiert. Sind die Nachbarbereiche dieses entmagnetisierten Bereiches genügend hoch magnetisiert, dann kann sich infolge der Streufelder der Nachbarbereiche nachträglich, nach Abkühlung bis unterhalb der Curie-Temperatur, eine zu diesen Nachbarbereichen entgegengesetzte Magnetisierung in diesem entmagnetisierten Bereich ausbilden. Dieser unmagnetisierte Bereich ist in F i g. 2 mit 9 bezeichnet. An dieser Stelle wurde das Magnetikum vom LASER-Strahl eine Umdrehung früher erwärmt und entmagnetisiert. Infolge der Bewegung des Magnetbandes in Richtung R fällt der LASER-Strahl nach einer vollen Umdrehung erst einige Bereiche hinter diesem Bereich 9 wieder auf das Magnetikum. Durch Abblendung des LASER-Strahles kann dafür Sorge getragen werden, daß der Strahl nicht auf das Magnetikum fällt, so daß in diesem Fall keine Ent- bzw. Ummagnetisierung stattfindet. Je nachdem, ob der LASER-Strahl bei seiner Rotation auf das Magnetikum auffällt oder durch eine Abblendvorrichtung davon ferngehalten wird, treten in den Fortschreitungsgeschwindigkeiten des Magnetbandes und der Strahlumlaufgeschwindigkeit entsprechenden Abständen ummagnetisierte oder nichtummagnetisierte Bereiche auf. Durch geeignete Leseeinrichtungen kann vom Aufzeichnungsträger die Information abgefragt werden.In Fig. FIG. 2 shows a plan view of a magnetic tape 5 with the premagnetization device 7. The bias device excites a magnetic field S> between the poles in the air gap. The magnetic tape 5 is premagnetized in the direction 8 transversely to the direction of movement R by this magnetic field. The rotating LASER beam now falls at point 6 on the magnetic tape. As a result of the local heating up to a temperature above the Curie temperature of the magnetic material, this area heated by the beam is demagnetized. If the neighboring areas of this demagnetized area are sufficiently magnetized, then as a result of the stray fields of the neighboring areas, after cooling to below the Curie temperature, a magnetization opposite to these neighboring areas can develop in this demagnetized area. This unmagnetized area is shown in FIG. 2 denoted by 9. At this point, the LASER beam warmed up and demagnetized the magnetic material one revolution earlier. As a result of the movement of the magnetic tape in direction R, the LASER beam only falls a few areas behind this area 9 again onto the magnetic after one full revolution. By dimming the LASER beam, it can be ensured that the beam does not fall on the magnetic, so that in this case no demagnetization or reversal of magnetization takes place. Depending on whether the LASER beam strikes the magnetic material as it rotates or is kept away from it by a masking device, areas that are remagnetized or non-magnetized occur in the advancing speeds of the magnetic tape and the beam speed corresponding to distances. The information can be queried from the recording medium by suitable reading devices.
In den F i g. 3 bis 6 wird der Ent- bzw. Ummagnetisierungsvorgang im einzelnen nochmals dargestellt.In the F i g. 3 to 6 is the demagnetization or remagnetization process shown again in detail.
Gemäß F i g. 3 ist das Magnetband 5 vollständig in einer Richtung S vormagnetisiert. Fällt nun gemäß F i g. 4 ein LASER-Strahl über einen Bereich des Magnetbandes, dann wird dieser Bereich 6 entmagnetisiert. Die von diesem entmagnetisierten Bereich benachbarten Bereiche bilden nun ein Streufeld 10 auf diesem -entmagnetisierten Bereich gemäß F i g. 5 aus, so daß nach F i g. 6 eine Ummagnetisierung 9 stattfinden kann, wenn das magnetische Streufeld 10 dazu ausreicht.According to FIG. 3, the magnetic tape 5 is completely premagnetized in a direction S. Now falls according to FIG. 4 a LASER beam over an area of the magnetic tape, then this area 6 is demagnetized. The areas adjacent to this demagnetized area now form a stray field 10 on this demagnetized area according to FIG. 5, so that according to FIG. 6 a magnetization reversal 9 can take place if the magnetic stray field 10 is sufficient for this.
Die Information kann auch dadurch eingespeichert werden, daß ein nichtrotierender LASER-Strahl nur kurzzeitig erzeugt wird.The information can also be stored in that a non-rotating LASER beam is only generated briefly.
In der F i g. 7 ist eine Anordnung dargestellt, bei der im Gegensatz zu dem in F i g. 1 verwendeten Band eine Scheibe 11 verwendet wird, auf der die Einspeicherung mittels des LASER-Strahles in der Art einer Schallplattentonspur vorgenommen ist. Durch Rotation und Änderung der Aaslenkung des Verstellorgans 4 oder durch Rotation der Scheibe 11 und Elongation des Strahles durch das Verstellorgan 4 wird der Brennpunkt des LASER-Strahles 6 über die Magnetplatte geführt. Der Strahl wird dabei entsprechend der einzuspeichernden Information ein-bzw. ausgeschaltet oder abgelenkt, so daß einzelne dicht benachbarte Teilchen der Magnetplatte in ihrer radial oder zirkular gericheten Vormagnetisierung verbleiben (bei abgeschaltetem oder aasgelenktem LASER-Strahl) oder gemäß der kurzzeitigen Erwärmung über den Curie-Punkt durch den auftreffenden LASER-Strahl ent- bzw. ummagnetisiert werden.In FIG. 7 shows an arrangement in which, in contrast to that in FIG. 1 tape used, a disc 11 is used, on which the storage is made by means of the LASER beam in the manner of a record sound track. By rotating and changing the deflection of the adjusting element 4 or by rotating the disk 11 and elongating the beam through the adjusting element 4 , the focal point of the LASER beam 6 is guided over the magnetic plate. The beam is fed in or out according to the information to be stored. switched off or deflected so that individual closely adjacent particles of the magnetic disk remain in their radially or circularly directed premagnetization (when the LASER beam is switched off or deflected) or demagnetized or reversed due to the brief heating above the Curie point by the incident LASER beam will.
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Publications (1)
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