DE19531440A1 - Magnetooptisches Speichermedium mit zwei Aufzeichnungsschichten und Verfahren zum Aufzeichnen auf dieses - Google Patents

Magnetooptisches Speichermedium mit zwei Aufzeichnungsschichten und Verfahren zum Aufzeichnen auf dieses

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DE19531440A1 DE19531440A DE19531440A DE19531440A1 DE 19531440 A1 DE19531440 A1 DE 19531440A1 DE 19531440 A DE19531440 A DE 19531440A DE 19531440 A DE19531440 A DE 19531440A DE 19531440 A1 DE19531440 A1 DE 19531440A1
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    • G11B11/10515—Reproducing

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetooptische Auf­ zeichnungssysteme im allgemeinen und insbesondere solche für Medien mit zwei magnetooptischen Aufzeich­ nungsschichten.
Bei magnetooptischen Aufzeichnungssystemen wird ein optischer Lese-Schreib-Strahl und ein magnetisierbares Speichermedium, üblicherweise eine Platte, verwendet. Das Schreiben erfolgt mittels eines fokussierten Licht­ strahls mit hoher Intensität, wie beispielsweise einem Laser, der die Magnetisierung des Mediums verändert, indem er einen begrenzten Bereich des Mediums über seine Curietemperatur erwärmt und den Bereich unter Einwirkung eines Magnetfelds abkühlen läßt. Das Lesen erfolgt mittels eines linear polarisierten Strahls mit geringerer Intensität, der, wenn er durch das Medium hindurchgelassen und/oder von ihm reflektiert wird, eine Kerr-Drehung in der Polarisationsebene in einem charakteristischen Winkel von θ oder -θ erfährt, abhän­ gig von der örtlichen Magnetisierung des Mediums. Zur Umsetzung des Kerr-Drehwinkels in ein binäres Daten­ signal können optische Detektoren verwendet werden.
Ein Verfahren zur Steigerung der Informationsspeicher­ fähigkeit auf einem magnetooptischen Medium besteht in der Erhöhung der Anzahl unabhängiger Aufzeichnungs­ schichten in dem Medium. Die Aufzeichnungsschichten sind so konzipiert, daß sie unterschiedliche Schreib­ temperaturen haben, da ihre magnetische Koerzitivkraft Hc und/oder die Curietemperatur unterschiedlich ist, so daß auf lediglich einer, zwei oder mehr Schichten ein Laserschreibimpuls mit jeweils anderer Energie eine Aufzeichnung durchführt.
Bei diesem Verfahren jedoch ergibt sich üblicherweise ein vermindertes Lesesignal des magnetooptischen Auf­ zeichnungsmediums, insbesondere, wenn das Signal bei­ spielsweise mit dem reflektierten Licht (Kerr-Drehung θ) gemessen wird. Wenn also innerhalb des Mediums ein­ zelne Schichten unabhängig voneinander gewechselt wer­ den, ist das sich ergebende magnetooptische Signal lediglich ein Bruchteil des üblicherweise von ein­ schichtigen Medien empfangenen Signals.
Auf ein einschichtiges Medium kann entweder in einem "Auf"-Zustand, in dem die magnetooptische Schicht auf­ wärts magnetisiert ist, oder in einem "Ab"-Zustand, in dem die magnetooptische Schicht in der entgegengesetz­ ten Richtung magnetisiert ist, aufgezeichnet werden, woraus sich zwei mögliche Zustände ergeben. Wenn der "Auf"-Zustand eine magnetooptische (oder Kerr) Drehung von +1° hat, dann hat der "Ab"-Zustand eine Kerr- Drehung von -1°, und die Differenz zwischen den beiden Zuständen, d. h. das Signal, entspricht 2°.
Bei einem zweischichtigen Medium kann in drei verschie­ denen Zuständen auf die magnetooptische Schicht aufge­ zeichnet werden: "Auf-Auf", wobei beide Schichten auf­ wärts ausgerichtet sind; "Ab-Ab", wobei beide Schichten abwärts ausgerichtet sind; und "Auf-Ab", wobei die Schichten jeweils in entgegengesetzten Richtungen mag­ netisiert sind. (Es sei darauf hingewiesen, daß "Auf- Ab" das Äquivalent zu "Ab-Auf" bildet, da in beiden Fällen die Signale von den beiden Schichten einander gegenseitig aufheben.) Auf diese Weise führt die Mög­ lichkeit der Verwendung dreier magnetischer Zustände statt zweier bei dem einschichtigen Medium zu einer 50%-Erhöhung der Speicherdichte.
Die erhöhte Speicherdichte hat jedoch den Nachteil der Signalabschwächung. Wenn der Auf-Auf-Zustand eine mag­ netooptische Drehung von +1° und der Ab-Ab-Zustand eine Drehung von -1° hat, beträgt die Differenz zwischen diesen beiden Zuständen 2°, genau wie bei dem ein­ schichtigen magnetooptischen Medium. Die Differenz zwi­ schen den Auf-Auf- (+1°) oder den Ab-Ab- (-1°) Zustän­ den und den Auf-Ab- (0°) Zuständen jedoch beträgt lediglich 1°, also lediglich die Hälfte der 2°-Trennung bei dem einschichtigen magnetooptischen Aufzeichnungs­ medium. Dies führt zu einem Signalverlust von 6 dB.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zwei­ schichtiges magnetooptisches Speichermedium und ein Verfahren zum Aufzeichnen auf dieses zu schaffen, bei denen bei erhöhter Speicherdichte dennoch die Qualität des Signals nicht leidet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 5, 6, 8, 9, 10 und 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwick­ lungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß ist ein magnetooptisches Aufzeichnungs­ medium mit einem Substrat und zwei magnetooptischen Schichten vorgesehen. Die Curietemperatur einer der beiden magnetooptischen Schichten sollte um mindestens 30°C höher sein als die der anderen Schicht. Die mag­ netooptischen Schichten müssen in der Lage sein, zwei unterschiedliche magnetische Zustände anzunehmen: einen ersten magnetischen Zustand, in dem beide magnetoopti­ schen Schichten in derselben Richtung magnetisiert sind, und einen zweiten Zustand, in dem die Schichten in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind. Die Phase Φ des magnetooptischen Folienstapels ist als der Arkustangens der magnetooptischen Elliptizität ε divi­ diert durch die magnetooptische Drehung θ, d. h. tan-1 (ε/θ) für jeden magnetischen Zustand definiert. Die Phasendifferenz ΔΦ für die beiden Zustände sollte etwa 90° betragen, d. h. 85°<ΔΦ<95°. In einem Ausführungsbei­ spiel kann das magnetooptische Aufzeichnungsmedium in dem zweiten magnetischen Zustand initialisiert werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden magnetooptischen Schichten eine dielektrische Schicht vorgesehen, und die magnetooptischen Schichten enthalten Terbium-Eisen-Kobalt. Jede magnetooptische Schicht ist vorzugsweise weniger als etwa 15 nm dick. Über der am weitesten von dem Substrat entfernten mag­ netooptischen Schicht ist vorzugsweise eine Reflexions­ schicht vorgesehen. Zum Trennen der magnetooptischen Schichten von dem Substrat und der Reflexionsschicht können zusätzliche dielektrische Schichten vorgesehen sein.
Die dem Substrat nähere magnetooptische Schicht hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 7-12 nm, während die Dicke der anderen magnetooptischen Schicht vorzugsweise etwa 6-10 nm beträgt. Die Differenz bei den Curietempe­ raturen zwischen den beiden magnetooptischen Schichten beträgt vorzugsweise etwa 60 bis 100°C. Wenn die mag­ netooptischen Schichten Terbium-Eisen-Kobalt aufweisen, kann eine von ihnen 0-8% Kobalt enthalten, während die andere 8-16% Kobalt enthalten kann.
Ein magnetooptisches Laufwerk zur Verwendung mit dem oben beschriebenen Medium enthält einen Laser und einen Detektor mit zwei Lesekanälen. Der Laser ist so posi­ tioniert, daß er Licht auf das Medium richtet, und der Detektor ist so positioniert, daß er das Licht bei Aus­ tritt aus dem Medium empfängt. Die Lesekanäle sind optisch auf die Phasen Φ der magnetischen Zustände ab­ gestimmt.
Die magnetischen Zustände des Mediums sind jeweils wei­ ter in zwei Unterzustände unterteilt, so daß der erste Zustand (beide Schichten in derselben Richtung magneti­ siert) aufwärts (beide Schichten aufwärts oder "Auf- Auf" magnetisiert) oder abwärts (beide Schichten ab­ wärts oder "Ab-Ab" magnetisiert) sein kann. Der zweite magnetische Zustand (die in entgegengesetzten Richtun­ gen magnetisierten Schichten) kann ähnlich "Auf-Ab" oder "Ab-Auf" sein, abhängig davon, welche der Schich­ ten aufwärts oder abwärts magnetisiert ist. Wenn das Medium Auf-Auf ist, empfängt der erste Lesekanal ein erstes Signal S₁ und ein zweites Signal S₂, wenn das Medium Ab-Ab ist. Das Aufzeichnungssignal S₂ ist von gleicher Stärke wie S₁, diesem jedoch entgegengerich­ tet, d. h. S₂ = -S₁. Der erste Lesekanal empfängt im wesentlichen kein Signal, wenn das Medium sich in dem Auf-Ab- oder Ab-Auf-Unterzustand befindet. Ähnlich empfängt der zweite Lesekanal ein drittes Signal S₃, wenn das Medium Auf-Ab ist, und ein viertes Signal S₄, wenn das Medium Ab-Auf ist. Das vierte Signal S₄ ist von gleicher Stärke wie S₃, diesem jedoch entgegenge­ richtet, d:h S₄ = -S₃. Der zweite Lesekanal empfängt im wesentlichen kein Signal, wenn das Medium im Auf- Auf- oder im Ab-Ab-Unterzustand ist. Das Laufwerk weist eine Berechnungseinrichtung zum Kombinieren der Signale aus den beiden Lesekanälen zur Bestimmung des magneti­ schen Unterzustands des Mediums auf.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum Aufzeich­ nen auf das oben beschriebene Medium vorgesehen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Initialisieren des Mediums in dem ersten magnetischen Unterzustand (Auf-Auf),
Durchführung eines ersten Aufzeichnungsvorgangs, der das Modulieren von auf das Substrat einfallender Laser­ energie zwischen einem niedrigen Aufzeichnungsenergie­ pegel und einem hohen Aufzeichnungsenergiepegel umfaßt, während ein abwärts gerichtetes externes Magnetfeld angelegt wird, wobei der hohe Aufzeichnungsenergiepegel die Magnetisierung beider magnetooptischen Schichten wechselt und der niedrige Aufzeichnungsenergiepegel bloß die Magnetisierung der die niedrigere Curietempe­ ratur aufweisenden magnetooptischen Schicht wechselt, wodurch der erste magnetische Unterzustand in den zwei­ ten und vierten magnetischen Unterzustand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die höhere Curietemperatur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermöglicht, und
Durchführung eines zweiten Aufzeichnungsvorgangs, der das Modulieren von auf das Substrat einfallender Laser­ energie zwischen einem Leseenergiepegel und einem nie­ drigen Aufzeichnungsenergiepegel umfaßt, während ein aufwärts gerichtetes externes Magnetfeld angelegt wird, wobei der niedrige Aufzeichnungsenergiepegel die Magne­ tisierung der die niedrigere Curietemperatur aufweisen­ den Schicht wechselt, wodurch der zweite magnetische Unterzustand in den dritten magnetischen Unterzustand und der vierte magnetische Unterzustand in den ersten magnetischen Unterzustand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die niedrigere Curietem­ peratur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermög­ licht,
wobei Daten unabhängig voneinander in beiden magneto­ optischen Schichten aufgezeichnet werden können, wo­ durch die effektive Speicherkapazität des Mediums gegenüber herkömmlichen Einschicht-Aufzeichnungsmedien verdoppelt ist.
Erfindungsgemäß ist ferner ein alternatives Verfahren zum Aufzeichnen auf das oben beschriebene Medium vorge­ sehen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Initialisieren des Mediums in dem dritten magnetischen Unterzustand (Auf-Ab), wobei die die hohe Curietempera­ tur aufweisende magnetooptische Schicht "aufwärts" mag­ netisiert wird,
Durchführung eines ersten Aufzeichnungsvorgangs, bei dem das Medium einem auf das Substrat einfallenden Laserstrahl mit hohem Aufzeichnungsenergiepegel ausge­ setzt wird, während ein abwärts gerichtetes externes Magnetfeld angelegt wird, wobei der Laserstrahl mit hohem Aufzeichnungsenergiepegel die Magnetisierung der die höhere Curietemperatur aufweisenden magnetoopti­ schen Schicht wechselt, wodurch der dritte magnetische Unterzustand (Auf-Ab) in den zweiten magnetischen Unterzustand (Ab-Ab) umgewandelt wird, was die Auf­ zeichnung von Daten in der die höhere Curietemperatur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermöglicht, und
Durchführung eines zweiten Aufzeichnungsvorgangs, bei dem das Medium einem auf das Substrat einfallenden Laserstrahl mit niedrigem Aufzeichnungsenergiepegel ausgesetzt wird, während ein aufwärts gerichtetes externes Magnetfeld angelegt wird, wobei der Laser mit dem niedrigen Aufzeichnungsenergiepegel die Magnetisie­ rung der die niedrigere Curietemperatur aufweisenden magnetooptischen Schicht wechselt, während er die die höhere Curietemperatur aufweisende magnetooptische Schicht unverändert läßt, wodurch der dritte magneti­ sche Unterzustand in den ersten magnetischen Unterzu­ stand und der zweite magnetische Unterzustand in den vierten magnetischen Unterzustand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die niedrigere Curie­ temperatur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermög­ licht,
wobei Daten unabhängig in beiden magnetooptischen Schichten aufgezeichnet werden können, wodurch die effektive Speicherkapazität des Mediums gegenüber her­ kömmlichen Einschicht-Aufzeichnungsmedien verdoppelt ist.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsge­ mäßen Ausführungsbeispiels eines magnetoopti­ schen Aufzeichnungssystems,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der erfindungsge­ mäßen vier Magnetisierungsunterzustände für das Medium von Fig. 1,
Fig. 3 eine Tabelle der erfindungsgemäßen Ausgangssig­ nale für die vier Magnetisierungsunterzustände von Fig. 2, und
Fig. 4 ein schematisches Diagramm einer erfindungsge­ mäßen Ausführungsform des Verfahrens zum Auf­ zeichnen auf das Medium von Fig. 1.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 als magnetooptisches Aufzeichnungssystem 10 schematisch gezeigt. Das System 10 weist ein magneto­ optisches Aufzeichnungsmedium 12 mit einem Substrat 14, einer ersten dielektrischen Schicht 16, einer ersten magnetooptischen Aufzeichnungsschicht 18, einer zweiten dielektrischen Schicht 20, einer zweiten magnetoopti­ schen Schicht 22, einer dritten dielektrischen Schicht 24, einer Reflexionsschicht 26 und einer wahlweise vor­ gesehenen Schutzschicht 28 auf. Gemäß Fig. 1 lenkt ein Laser 40 einen Lichtstrahl durch eine Linse 42, welche den Strahl an einem Bit 32 zu einem Punkt fokussiert, wodurch das Bit auf Schreibtemperatur erwärmt wird. Eine Magnetfeldquelle 34 liefert ein zum Einschreiben des Bits 32 ausreichendes Magnetfeld. Zum Lesen des Mediums 12 arbeitet der Laser 40 vorzugsweise auch mit einem niedrigeren Energiepegel. Während des Lesens wird der reflektierte Strahl von einem Detektor 50 erfaßt.
Die Aufzeichnungsschichten 18 und 22 sind jeweils im­ stande, Informationen zu speichern. Um entweder auf der Schicht 18 oder auf der Schicht 22 aufzeichnen zu kön­ nen, sollten die beiden Schichten sich um mindestens 30°C und vorzugsweise im Bereich zwischen 60-100°C unterscheidende Curietemperaturen haben. Demnach arbei­ tet der Laser 40 mit einem ersten Energiepegel, der zum Erwärmen der ersten Aufzeichnungsschicht 17 über ihre Curietemperatur TC1 ausreicht, jedoch nicht, um die zweite Aufzeichnungsschicht 22 auf ihre Curietemperatur TC2 zu erwärmen. Der Laser 40 arbeitet ferner mit einem zweiten Energiepegel, der zum Erwärmen der zweiten Auf­ zeichnungsschicht 22 über ihre Curietemperatur TC2 aus­ reicht.
Die Aufzeichnungsschichten 18 und 22 können entweder in der "Aufwärts"- oder in der "Abwärts" -Richtung magneti­ siert werden. Gemäß Fig. 2 gibt es vier mögliche Varia­ tionen: Die erste und die zweite Schicht können in der­ selben Richtung ("Auf-Auf" oder "Ab-Ab") oder in ent­ gegengesetzten Richtungen ("Ab-Auf" oder "Auf-Ab") mag­ netisiert werden.
Herkömmliche magnetooptische Laufwerke messen lediglich die magnetooptische Drehung θ der magnetooptischen Schicht. Das erfindungsgemäße Laufwerk 10 mißt jedoch auch die magnetooptische Elliptizität ε der magneto­ optischen Schichten. Dies setzt voraus, daß das mag­ netooptische Medium 12 nicht nur so ausgelegt ist, daß es eine bestimmte charakteristische magnetooptische Drehung θ, sondern auch eine bestimmte charakteristi­ sche magnetooptische Elliptizität ε hat.
Der Detektor 50 ist zur Erfassung eines bestimmten Ver­ hältnisses von magnetooptischer Elliptizität zu Drehung ausgelegt. Dieses Verhältnis kann als die Phasenver­ schiebung Φ wie folgt spezifiziert werden:
Φ = tan-1(ε/θ)
Wenn die Phasenverschiebung der Medien sich um 90° von derjenigen, für die der Lesekanal optimiert ist, unter­ scheidet, ist die Leseamplitude nahezu Null. Es ist möglich, diese Unempfindlichkeit gegenüber um 90° phasenverschobenen Signalen zum Multiplexen von Daten unter Verwendung eines zusätzlichen, für das um 90° phasenverschobene Licht optimierten Lesekanals aus zu­ nutzen.
Daher hat der Detektor 50 zwei Lesekanäle 52 und 54, welche auf Φ₁ bzw. Φ₂ abgestimmt sind, wobei gilt:
Φ₁ = tan-1(ε₁/θ₁), wobei die Aufzeichnungsschichten 18 und 22 in derselben Richtung magnetisiert sind,
Φ₂ = tan-1(ε₂/θ₂), wobei die Aufzeichnungsschichten 18 und 22 in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, und
85° < |Φ₂-Φ₁| < 95°, wobei Φ₂ und Φ₁ um etwa 90° außer­ phasig zueinander sind.
Wie eingangs erläutert, hat ein doppelschichtiges mag­ netooptisches System einen schlechten Träger-Rausch- Abstand, wenn es drei unterschiedliche Werte auf einem einzigen Kanal erfassen muß. Dies verhält sich so, weil üblicherweise der erste Wert V₁ positiv, der zweite Wert V₂ negativ (V2 = -V₁) und der dritte Wert Null ist, was zu einer Signaldifferenz von V₁ zwischen den be­ nachbarten Signalen führt. Bei einem einschichtigen magnetooptischen Medium betrügen die beiden Signalwerte V₁ und V₂, wobei V₂ = -V₁, so daß die Signaldifferenz 2V₁ wäre.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Träger- Rausch-Abstandsverlust durch Verwendung zweier separa­ ter Lesekanäle. So braucht jeder Kanal nur zwei Signale zu führen, nämlich S₁ und S₂ (=-S₁) auf einem Kanal (Φ₁) und S₃ und S₄ (= -S₃) auf dem anderen Kanal (Φ₂). Daher beträgt die Größe der Signaldifferenz 2S₁ bei Φ₁ und 2S₃ bei Φ₂.
Gemäß Fig. 3 wird der erste Lesekanal 52 auf Φ₁ abge­ stimmt und erfaßt ein Signal S₁, wenn beide Aufzeich­ nungsschichten 18 und 20 magnetisch aufwärts ausgerich­ tet sind, und ein Signal S₂, wenn die Aufzeichnungs­ schichten abwärts ausgerichtet sind. Es sei darauf hin­ gewiesen, daß S₂ gleich groß wie S₁ und diesem entge­ gengerichtet ist. Somit beträgt die bei Φ₁ erfaßte Sig­ naldifferenz 2S₁. Der Lesekanal Φ₁ ist so abgestimmt, daß kein Signal (oder ein minimales Signal) erfaßt wird, wenn die Aufzeichnungsschichten 18 und 22 ent­ gegengesetzte magnetische Ausrichtungen (Auf-Ab oder Ab-Auf) haben.
Der Lesekanal 54 ist auf Φ₂ abgestimmt und erfaßt ein Signal S₃, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 18 mag­ netisch aufwärts und die zweite Aufzeichnungsschicht 20 abwärts ausgerichtet ist (Auf-Ab). Er erfaßt ein Signal S₄, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 18 magnetisch abwärts und die zweite Aufzeichnungsschicht 22 magne­ tisch aufwärts ausgerichtet ist (Ab-Auf). Es sei darauf verwiesen, daß S₄ gleich groß wie S₃ und diesem ent­ gegengerichtet ist. Somit beträgt die bei Φ₂ ermittelte Signaldifferenz 2S₃. Der Lesekanal Φ₂ ist so abge­ stimmt, daß kein Signal (oder ein minimales Signal) erfaßt wird, wenn die Aufzeichnungsschichten 18 und 22 magnetisch beide in derselben Richtung ausgerichtet sind.
Das Substrat 14 ist vorzugsweise transparent, hat eine sehr geringe Doppelbrechung und hat im wesentlichen eine Dicke von 1,2 mm. Zu geeigneten Materialien ge­ hören Glas, Polykarbonat, Polymethylmethacrylat und amorphes Polyolefin (APO).
Die dielektrischen Schichten 16, 20 und 24 haben vor­ zugsweise einen Brechungsindex mit einer Realkomponente n zwischen 1,5 und 3 und einer Imaginärkomponente K von weniger als 0,2. Die dielektrischen Schichten 16, 20 und 24 können Siliziumnitrid (SiN), Siliziumkarbid (SiCx), Siliziumoxid (SiOx), Yttriumoxid (YOx), Alumi­ niumnitrid (AlN), Siliziumaluminiumoxynitrid (SiAlON) oder ähnliche Materialien aufweisen. Die Dicken der dielektrischen Schichten 16, 20 und 24 liegen vorzugs­ weise im Bereich von 10-150 nm.
Die Aufzeichnungsschichten 18 und 22 weisen vorzugs­ weise eine Seltenerden-Übergangsmetall-Legierung wie Terbium-Eisen-Kobalt (TbFeCo) auf. Die Curietemperatur der Aufzeichnungsschichten 18 und 22 kann durch Verän­ derung der in der Legierung vorhandenen Kobaltmenge variiert werden.
Die Reflexionsschicht 26 weist vorzugsweise Aluminium oder mit Chrom dotiertes Aluminium (AlCr0,03) mit einer Dicke im Bereich von 50 bis 200 nm auf. Wie eingangs erklärt, erhöht das zusätzliche Bereitstellen einer zweiten Aufzeichnungsschicht die Speicherkapazität des magnetooptischen Mediums gerade um 50%, anstatt sie zu verdoppeln, weil die Kerr-Drehung der Auf-Ab-Konfigura­ tion dieselbe wie bei der Ab-Auf-Konfiguration ist (beide sind Null).
Es sei jedoch angenommen, daß das Medium in einem Auf- Ab-Zustand initialisiert wird, so daß diejenige Schicht, die "ab" ist, die geringere Aufzeichnungsener­ gie hat. Dies kann auf eine von vielen verschiedenen Arten erfolgen. Das Medium kann beispielsweise unter die Kompensationstemperatur einer Aufzeichnungsschicht abgekühlt werden, und dann können beide Aufzeichnungs­ schichten "abwärts" magnetisiert werden. Durch Wieder­ erwärmung des Mediums auf Raumtemperatur würde die Mag­ netisierung einer der Aufzeichnungsschichten kippen, was einen "Auf-Ab" -initialisierten Aufzeichnungszustand zur Folge hätte. Falls die magnetischen Koerzitivkräfte der beiden Schichten bei Raumtemperatur im wesentlichen verschieden wären, könnte alternativ zur Magnetisierung beider Aufzeichnungsschichten in derselben Richtung ein starkes Magnetfeld verwendet werden, und dann könnte zum Kippen der Magnetisierungsrichtung nur einer der Aufzeichnungsschichten ein kleineres Magnetfeld verwen­ det werden.
Bei in dem Auf-Ab-Zustand initialisiertem Medium kann unter Verwendung einer hohen Laserenergie auf das ge­ samte Medium mit einem Aufzeichnungsfeld in "Abwärts"- Richtung aufgezeichnet werden. So werden in der "Auf"- Schicht Bits standardmäßig aufgezeichnet, während die "Ab"-Schicht im gelöschten Zustand bleibt, selbst wenn sie über ihre Curietemperatur erwärmt ist. Nachdem auf das gesamte Medium (oder vielleicht nur auf eine ein­ zelne Spur) aufgezeichnet worden ist, wird die magneti­ sche Polarität des Aufzeichnungsfeldes umgekehrt. Dann wird eine niedrigere Laserenergie verwendet, um Bits standardmäßig in der "Ab"-Schicht aufzuzeichnen, ohne die Aufzeichnungsbits in der anderen Aufzeichnungs­ schicht zu beeinträchtigen, was dazu führt, daß in den beiden Schichten unabhängige Informationen gespeichert werden. Durch Verwendung der beiden Lesekanäle können alle vier magnetischen Zustände (Auf-Auf, Ab-Ab, Auf-Ab und Ab-Auf) gleichzeitig gelesen werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel eines Aufzeich­ nungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Medium in einem Auf-Auf-Zustand initialisiert. Gemäß Fig. 4 können die beiden Aufzeichnungsschichten des Mediums bei Raumtemperatur (Region I) in vier ver­ schiedenen magnetischen Zuständen (Auf-Auf, Ab-Ab, Auf- Ab und Ab-Auf) vorliegen. Das Medium kann einer gerin­ gen Aufzeichnungsenergie (Region II) oder einer hohen Aufzeichnungsenergie (Region III) ausgesetzt werden.
Gemäß diesem Verfahren hat die obere Aufzeichnungs­ schicht (d. h. die zweite Aufzeichnungsschicht) eine niedrigere Curietemperatur als die untere Schicht (d. h. die erste Aufzeichnungsschicht). Das Medium wird gemäß Fig. 4 im magnetischen Zustand 1 (Auf-Auf) initiali­ siert.
Bei dem ersten Aufzeichnungsvorgang des Mediums wird der Laser zwischen einem niedrigen Aufzeichnungsener­ giepegel und einem hohen Aufzeichnungsenergiepegel moduliert; d. h. der Laser sendet Aufzeichnungsimpulse von sowohl hoher als auch niedriger Energie aus. Das externe Magnetfeld ist abwärts gerichtet. Wie durch den Kasten in dem unteren Bereich von Region III angezeigt, werden beide Aufzeichnungsschichten durch einen hohen Aufzeichnungsenergiepegel über ihre Curietemperaturen erwärmt. Beim Abkühlen der Schichten werden beide ab­ wärts magnetisiert (magnetischer Zustand 2 in Region I). Ein Impuls mit niedriger Energie hat jedoch nur Auswirkungen auf den Magnetisierungszustand der oberen Schicht (wie bei Region II in dem dritten Kasten von oben gezeigt), er wandelt nämlich, wie in Region I ge­ zeigt, den Zustand 1 (Auf-Auf) in den Zustand 4 (Ab- Auf) um.
Als eine Folge des ersten Aufzeichnungsvorgangs ist das Medium, wie in Region I gezeigt, entweder im magneti­ schen Zustand 2 oder 4, so daß die obere Schicht ab­ wärts magnetisiert ist, während die untere Schicht nur dort abwärts magnetisiert ist, wo ein Impuls mit hoher Energie verwendet wurde (Zustand 2). Daher werden in dem ersten Vorgang in der unteren Schicht Daten aufge­ zeichnet.
In dem zweiten Aufzeichnungsvorgang wird der Laser zwi­ schen dem Lesepegel (bei dem sich in dem Medium nichts ändert) und einem niedrigen Aufzeichnungsenergiepegel moduliert, d. h. daß der Laser Impulse sowohl mit Lese­ energiepegel (bei dem sich in dem Medium nichts ändert) als auch mit niedriger Aufzeichnungsenergie aussendet. Das externe Magnetfeld ist aufwärts gerichtet. Da die Curietemperatur der oberen Schicht niedriger ist als diejenige der unteren Schicht, hat ein niedriger Auf­ zeichnungsenergiepegel lediglich Auswirkungen auf den Magnetisierungszustand der oberen Schicht (wie in den beiden oberen Kästen in Region II gezeigt). Auf diese Weise wird der Zustand 2 (Ab-Ab) in den Zustand 3 (Auf- Ab) und der Zustand 4 (Ab-Auf) in den Zustand 1 (Auf- Auf) umgewandelt, wie dies in Region I gezeigt ist. Der Lesepegelimpuls hat natürlich keine Auswirkungen auf die Magnetisierung irgendeiner Aufzeichnungsschicht. Auf diese Weise werden in dem zweiten Vorgang Daten in der oberen Schicht aufgezeichnet.
Um das Medium für eine neue Aufzeichnung neu zu initia­ lisieren, wird an das Medium (wie in dem oberen Bereich von Region III gezeigt) ein Löschstrahl mit hoher Ener­ gie mit einem externen Magnetfeld in Aufwärtsrichtung angelegt, wodurch das gesamte Medium, wie in Region I gezeigt, in den Zustand 1 (Auf-Auf) versetzt wird. Auf diese Weise verdoppelt dieses Verfahren die Menge der auf dem Medium speicherbaren Daten und hat den weiteren Vorteil der einfachen Initialisierung mit einem einzel­ nen Magneten oder in einem Plattenlaufwerk mit einem einzelnen Löschvorgang.
Dem Fachmann ist ersichtlich, daß dieses Verfahren zwar für ein Medium beschrieben ist, bei dem die obere Auf­ zeichnungsschicht eine niedrigere Curietemperatur hat als die untere Schicht, dasselbe aber auch auf die um­ gekehrte Situation angewandt werden könnte (wobei die Curietemperatur der oberen Aufzeichnungsschicht höher ist als diejenige der unteren Schicht). In ähnlicher Weise sind auch die magnetischen Richtungen "Auf" und "Ab" willkürlich.
Im folgenden wird das Verfahren zur Konstruktion des Mediums 12 anhand des folgenden, nicht einschränkenden computerentworfenen Beispiels veranschaulicht. (Alle Abmessungen sind Näherungswerte.)
Beispiel
Die Dicken der Schichten in Medium 12 können durch Ver­ wendung eines computerunterstützten optischen Entwurfs gewählt werden. Angefangen wird z. B. mit einem Medium 12 gemäß Fig. 1, in dem die dielektrischen Schichten aus Siliziumkarbid und die Aufzeichnungsschichten aus mit Tantalum dotiertem Terbium-Eisen-Kobalt (Tb0,20Fe0,69 Co0,10Ta0,01) bestehen. Die erste dielektrische Schicht 16 war 25 nm dick, die zweite dielektrische Schicht 20 war 47 nm dick und die dritte dielektrische Schicht 24 war 52,5 nm dick. Die erste Aufzeichnungsschicht 18 hatte eine Dicke von 10 nm und die zweite Aufzeichnungs­ schicht 22 hatte eine Dicke von 7,5 nm. Die Reflexions­ schicht 26 war 100 nm dick.
Der optische Entwurf des obigen optischen Schichtauf­ baus gibt einen Reflexionsgrad von 28% und eine rela­ tive Phasenverschiebung zwischen dem Auf-Auf-Zustand und dem Auf-Ab-Zustand von 59° an. Diese Phasendiffe­ renz ΔΦ soll auf etwa 90° erhöht werden. Der optische Entwurf gibt an, daß die Erhöhung der Dicke der dielek­ trischen Schicht eine Abnahme des Reflexionsgrades be­ wirkt, jedoch keine bedeutende Wirkung auf die relative Phasenverschiebungsdifferenz ΔΦ hat. Daher kann die Dicke dieser Schicht zur Steuerung des Reflexionsgrades des Folienschichtaufbaus eingestellt werden.
Die Abnahme der Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht bewirkt eine Abnahme des Reflexionsgrades und eine Zu­ nahme von ΔΦ. ΔΦ erreicht jedoch nie 90°, selbst bei Dicken von nur 2 nm nicht. Eine Vergrößerung der Dicke der zweiten dielektrischen Schicht von Null ausgehend bewirkt eine Zunahme des Reflexionsgrades, während die Phasenverschiebung ΔΦ zunächst zu- und dann rasch ab­ nimmt. Der Maximalwert für ΔΦ tritt bei einer Dicke von geringfügig weniger als 47 nm auf, erreicht jedoch wie­ der nicht 90°. Die von Null ausgehende Zunahme der Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht bewirkt ein Ab­ fallen des Reflexionsgrades und eine anfängliche Zu- und anschließende Abnahme von ΔΦ. Wiederum erreicht ΔΦ 90° nie. Schließlich erhöht die Erhöhung der Dicke der dritten dielektrischen Schicht den Reflexionsgrad, bis eine Dicke von etwa 50 nm erreicht ist. Die Phasenver­ schiebung ΔΦ jedoch nimmt mit zunehmender Dicke drama­ tisch zu und erfährt keine Sättigung. Der optische Ent­ wurf liegt nahe, daß durch Veränderung der Dicke dieser Schicht jede ΔΦ erreicht werden kann. Es ist klar, daß dies die erste Schicht ist, die zu verändern wäre, um die gewünschte ΔΦ von 90° zu erzielen, bevor die erste dielektrische Schicht für den gewünschten Reflexions­ grad eingestellt wird.
Dem obigen Arbeitsablauf folgend wurde die dritte di­ elektrische Schicht für die gewünschte ΔΦ auf 62 nm eingestellt. Als nächstes wurde die Dicke des ersten Dielektrikums auf 32,5 nm eingestellt, um den gewünsch­ ten Folienschichtaufbau-Reflexionsgrad von 24% zu er­ halten. Das endgültige optische Modell legt nahe, daß ΔΦ = 89,5° ist.
In der Praxis ist das optische Modell eine gute Annähe­ rung an ein experimentell erzeugtes Muster, jedoch wird keine Exaktheit von ihm erwartet. Daher sollten, sobald ein optisches Modell einen als guten Ausgangspunkt ver­ wendbaren optischen Folienschichtaufbau ergeben hat, wirkliche Muster vorbereitet und die Dicke der einzel­ nen Schichten entsprechend dem aus dem optischen Ent­ wurf abgeleiteten Arbeitsablauf experimentell iterativ bestimmt. Die Aufzeichnungsschichten der eigentlichen vorbereiteten Muster sollten selbstverständlich Curie­ temperaturen aufweisen, die sich um mindestens 30°C und höchst vorzugsweise um 60-100°C, wie oben beschrieben, voneinander unterscheiden.

Claims (18)

1. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium (12), das in folgender Reihenfolge aufweist:
  • - ein Substrat (14),
  • - eine durch eine erste Curietemperatur TC1 ge­ kennzeichnete erste magnetooptische Schicht (18),
  • - eine durch eine zweite Curietemperatur TC2 ge­ kennzeichnete zweite magnetooptische Schicht (22) , wobei |TC2-TC1| < 30°C gilt, derart, daß die magnetooptischen Schichten sich in einem von zwei magnetischen Zuständen befin­ den:
  • - einem ersten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in derselben Richtung magnetisiert sind, wobei der erste Zustand durch eine erste magnetooptische Drehung θ₁, eine erste magnetooptische Elliptizität ε₁ und eine erste Phasenver­ schiebung Φ₁ gekennzeichnet ist, wobei Φ₁ = tan-1(ε₁/θ₁) gilt, und
  • - einem zweiten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, wobei der zweite Zustand durch eine zweite magnetooptische Drehung θ₂, eine zweite magnetooptische Ellip­ tizität ε₂ und eine zweite Phasenverschiebung Φ₂ gekennzeichnet ist, wobei Φ₂ = tan-1(ε₂/θ₂) und 85° < |Φ₂-Φ₁| < 95° gilt.
2. Medium nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden magnetooptischen Schichten (18, 22) vorgesehene dielektrische Schicht (20) und eine an der dem Substrat (14) abgewandten Seite der zweiten magnetooptischen Schicht (22) angren­ zende Reflexionsschicht (26).
3. Medium nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Substrat (14) und der ersten magnetooptischen Schicht (18) vorgesehene zweite dielektrische Schicht (16) und eine zwi­ schen der zweiten magnetooptischen Schicht (22) und der Reflexionsschicht (26) vorgesehene dritte dielektrische Schicht (24).
4. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste magnetooptische Schicht (18) eine Dicke von etwa 7 bis 12 nm und die zweite magnetooptische Schicht (22) eine Dicke von etwa 6 bis 10 nm aufweist, daß die magneto­ optischen Schichten (18, 22) Terbium-Eisen-Kobalt aufweisen, und daß der Kobaltgehalt einer der mag­ netooptischen Schichten 0 bis 8% und der der ande­ ren magnetooptischen Schicht 8 bis 16% beträgt und daß 60°C<|TC2-TC1|<100°C gilt.
5. Magnetooptische Aufzeichnungsvorrichtung, mit:
  • - einem Laser (40), der derart positioniert ist, daß er einen Lichtstrahl auf ein magnetoopti­ sches Aufzeichnungsmedium (12) richtet,
  • - einem Detektor (50) zum Empfang des aus dem Aufzeichnungsmedium austretenden Laserlichts, wobei der Detektor aufweist:
  • - einen ersten Lesekanal (52), der optisch auf das Messen der magnetooptischen Drehung θ₁ und der Elliptizität ε₁ eines aufgezeich­ neten Bits in einem ersten magnetischen Zu­ stand abgestimmt ist, welcher durch eine erste Phasenverschiebung Φ₁ gekennzeichnet ist, wobei Φ₁ = tan-1(ε₁/θ₁) gilt, und
  • - einen zweiten Lesekanal (54), der optisch auf eine zweite Phasenverschiebung Φ₂ abge­ stimmt ist, wobei 85°<|Φ₂-Φ₁|<95° gilt.
6. Magnetooptische Aufzeichnungsvorrichtung zur Ver­ wendung mit einem magnetooptischen Aufzeichnungs­ medium (12), wobei das Medium aufweist:
  • - ein Substrat (14),
  • - eine durch eine erste Curietemperatur TC1 ge­ kennzeichnete erste magnetooptische Schicht (18)
  • - eine durch eine zweite Curietemperatur TC2 ge­ kennzeichnete zweite magnetooptische Schicht (22), wobei |TC2-TC1|< 30°C gilt,
derart, daß die magnetooptischen Schichten sich in einem von zwei magnetischen Zuständen befinden:
  • - einem ersten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in derselben Richtung magnetisiert sind, wobei der erste Zustand durch eine erste magnetooptische Drehung θ₁, eine erste magnetooptische Elliptizität ε₁ und eine erste Phasenver­ schiebung Φ₁ gekennzeichnet ist, wobei Φ₁ = tan-1(ε₁/θ₁) gilt, und
  • - einem zweiten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, wobei der zweite Zustand durch eine zweite magnetooptische Drehung Φ₂, eine zweite magnetooptische Ellip­ tizität ε₂ und eine zweite Phasenverschiebung Φ₂ gekennzeichnet ist, wobei Φ₂ = tan-1(ε₂/θ₂) und 85° < |Φ₂-Φ₁| < 95° gilt,
wobei die magnetooptische Aufzeichnungsvorrichtung aufweist:
  • - einen Laser (40), der derart positioniert ist, daß er einen Lichtstrahl auf das Medium rich­ tet, und
  • - einen Detektor (50) zum Empfang des aus dem Aufzeichnungsmedium austretenden Laserlichts, wobei der Detektor einen optisch auf Φ₁ abge­ stimmten ersten Lesekanal (52) und einen optisch auf Φ₂ abgestimmten zweiten Lesekanal (54) aufweist.
7. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste magnetische Zustand zwei Unterzustände aufweist: einen ersten Unterzu­ stand, in dem die erste und die zweite magneto­ optische Schicht beide aufwärts magnetisiert sind ("Auf-Auf"), und einen zweiten Unterzustand, in dem die magnetooptischen Schichten beide abwärts magnetisiert sind ("Ab-Ab"), und daß der zweite magnetische Zustand zwei Unterzustände aufweist:
einen dritten Unterzustand, in dem die erste mag­ netooptische Schicht aufwärts und die zweite mag­ netooptische Schicht abwärts magnetisiert ist ("Auf-Ab"), und einen vierten Unterzustand, in dem die erste magnetooptische Schicht abwärts und die zweite magnetooptische Schicht aufwärts magneti­ siert ist ("Ab-Auf"), und daß
  • - der erste Lesekanal (52) ein erstes Signal S₁ empfängt, wenn sich das Medium (12) in dem ersten Unterzustand befindet, und ein zweites Signal S₂ empfängt, wobei
  • S₂ = -S₁, wenn das Medium (12) sich in dem zweiten Unterzustand befindet, und im wesent­ lichen kein Signal empfängt, wenn das Medium (12) sich im dritten oder vierten Unterzustand befindet, und
  • - der zweite Lesekanal (54) ein drittes Signal S₃ empfängt, wenn sich das Medium (12) in dem dritten Unterzustand befindet, und ein viertes Signal S₄ empfängt, wobei S₄ = -S₃ gilt, wenn sich das Medium (12) in dem vierten Unterzu­ stand befindet, und kein Signal empfängt, wenn das Medium (12) sich in dem ersten oder zweiten Unterzustand befindet, und daß
eine Berechnungseinrichtung zum Kombinieren der Signale von dem ersten und dem zweiten Lesekanal (52, 54) zur Bestimmung des magnetischen Unterzu­ stands des Mediums (12) vorgesehen ist.
8. Verfahren zum Aufzeichnen auf ein magnetooptisches Speichermedium (12), das in folgender Reihenfolge aufweist:
  • - ein Substrat (14),
  • - eine durch eine erste Curietemperatur TC1 ge­ kennzeichnete erste magnetooptische Schicht (18)
  • - eine durch eine zweite Curietemperatur TC2 ge­ kennzeichnete zweite magnetooptische Schicht (22), wobei |TC2-TC1|<30°C gilt,
  • - derart, daß die magnetooptischen Schichten sich in einem von zwei magnetischen Zuständen befin­ den:
  • - einem ersten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in derselben Rich­ tung magnetisiert sind, wobei der erste Zustand durch eine erste magnetooptische Drehung θ₁, eine erste magnetooptische Elliptizität ε₁ und eine erste Phasenverschiebung Φ₁ gekennzeichnet ist, wobei Φ₁ = tan-1(ε₁/θ₁) gilt, und
  • - einem zweiten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, wobei der zweite Zustand durch eine zweite magnetooptische Drehung θ₂, eine zweite magnetooptische Ellip­ tizität ε₂ und eine zweite Phasenverschiebung Φ₂ gekennzeichnet ist, wobei Φ₂ = tan-1(ε₂/θ₂) und 85° < |Φ₂-Φ₁|< 95° gilt,
wobei der erste magnetische Zustand ferner auf­ weist: einen ersten magnetischen Unterzustand, in dem die erste und die zweite magnetooptische Schicht beide aufwärts magnetisiert sind ("Auf- Auf"), und einen zweiten magnetischen Unterzu­ stand, in dem die magnetooptischen Schichten beide abwärts magnetisiert sind ("Ab-Ab"), und wobei der zweite magnetische Zustand ferner zwei Unterzu­ stände aufweist: einen dritten magnetischen Unter­ zustand, in dem die erste magnetooptische Schicht aufwärts und die zweite magnetooptische Schicht abwärts magnetisiert ist ("Auf-Ab"), und einen vierten magnetischen Unterzustand, in dem die erste magnetooptische Schicht abwärts und die zweite magnetooptische Schicht aufwärts magneti­ siert ist ("Ab-Auf"), wobei das Verfahren die fol­ genden Schritte aufweist:
  • - Initialisieren des Mediums in dem ersten magne­ tischen Unterzustand (Auf-Auf),
  • - Durchführen eines ersten Aufzeichnungsvorgangs, der das Modulieren von auf das Substrat einfal­ lender Laserenergie (40) zwischen einem niedri­ gen Aufzeichnungsenergiepegel und einem hohen Aufzeichnungsenergiepegel umfaßt, während ein abwärts gerichtetes externes Magnetfeld (34) angelegt wird, wobei der hohe Aufzeichnungs­ energiepegel die Magnetisierung beider magneto­ optischen Schichten wechselt und der niedrige Aufzeichnungsenergiepegel bloß die Magnetisie­ rung der die niedrigere Curietemperatur aufwei­ senden magnetooptischen Schicht wechselt, wo­ durch der erste magnetische Unterzustand in den zweiten und vierten magnetischen Unterzustand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die höhere Curietemperatur aufwei­ senden magnetooptischen Schicht ermöglicht, und
  • - Durchführen eines zweiten Aufzeichnungsvor­ gangs, der das Modulieren von auf das Substrat einfallender Laserenergie (40) zwischen einem Leseenergiepegel und einem niedrigen Aufzeich­ nungsenergiepegel umfaßt, während ein externes Magnetfeld (34) in Aufwärtsrichtung angelegt wird, wobei der niedrige Aufzeichnungsenergie­ pegel die Magnetisierung der die niedrigere Curietemperatur aufweisenden Schicht wechselt, wodurch der zweite magnetische Unterzustand in den dritten magnetischen Unterzustand und der vierte magnetische Unterzustand in den ersten magnetischen Unterzustand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die niedrige­ re Curietemperatur aufweisenden magnetoopti­ schen Schicht ermöglicht,
  • - wobei Daten unabhängig in beiden magnetoopti­ schen Schichten aufgezeichnet werden können, wodurch die effektive Speicherkapazität des Mediums gegenüber herkömmlichen Einschicht-Auf­ zeichnungsmedien verdoppelt ist.
9. Verfahren zum Aufzeichnen auf ein magnetooptisches Speichermedium (12), das in folgender Reihenfolge aufweist:
  • - ein Substrat (14),
  • - eine durch eine erste Curietemperatur TC1 ge­ kennzeichnete erste magnetooptische Schicht (18)
  • - eine durch eine zweite Curietemperatur TC2 ge­ kennzeichnete zweite magnetooptische Schicht (22), wobei |TC2-TC1|<30°C gilt,
  • - derart, daß die magnetooptischen Schichten sich in einem von zwei magnetischen Zuständen befin­ den:
  • - einem ersten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in derselben Richtung magnetisiert sind, wobei der erste Zustand durch eine erste magnetooptische Drehung θ₁, eine erste magnetooptische Elliptizität ε₁ und eine erste Phasenver­ schiebung Φ₁ gekennzeichnet ist, wobei Φ₁ = tan-1(ε₁/θ₁) gilt, und
  • - einem zweiten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, wobei der zweite Zustand durch eine zweite magnetooptische Drehung θ₂, eine zweite magnetooptische Ellip­ tizität ε₂ und eine zweite Phasenverschiebung Φ₁ gekennzeichnet ist, wobei Φ₂ = tan-1(ε₂/θ₂) und 85° < |Φ₂-Φ₁|< 95° gilt,
wobei der erste magnetische Zustand ferner auf­ weist: einen ersten magnetischen Unterzustand, in dem die erste und die zweite magnetooptische Schicht beide aufwärts magnetisiert sind ("Auf- Auf"), und einen zweiten magnetischen Unterzu­ stand, in dem die magnetooptischen Schichten beide abwärts magnetisiert sind ("Ab-Ab"), und wobei der zweite magnetische Zustand ferner zwei Unterzu­ stände aufweist: einen dritten magnetischen Unter­ zustand, in dem die erste magnetooptische Schicht aufwärts und die zweite magnetooptische Schicht abwärts magnetisiert ist ("Auf-Ab"), und einen vierten magnetischen Unterzustand, in dem die erste magnetooptische Schicht abwärts und die zweite magnetooptische Schicht aufwärts magneti­ siert ist ("Ab-Auf"), wobei das Verfahren die fol­ genden Schritte aufweist:
  • - Initialisieren des Mediums in dem dritten mag­ netischen Unterzustand (Auf-Ab), wobei die die höhere Curietemperatur aufweisende magneto­ optische Schicht "aufwärts" magnetisiert wird,
  • - Durchführen eines ersten Aufzeichnungsvorgangs, bei dem das Medium einem auf das Substrat ein­ fallenden Laserstrahl (40) mit hohem Aufzeich­ nungsenergiepegel ausgesetzt wird, während ein abwärts gerichtetes externes Magnetfeld (34) angelegt wird, wobei der Laserstrahl mit hohem Aufzeichnungsenergiepegel die Magnetisierung der die höhere Curietemperatur aufweisenden ma­ gnetooptischen Schicht wechselt, wodurch der dritte magnetische Unterzustand (Auf-Ab) in den zweiten magnetischen Unterzustand (Ab-Ab) umge­ wandelt wird, was das Aufzeichnen von Daten in der die höhere Curietemperatur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermöglicht, und
  • - Durchführen eines zweiten Aufzeichnungsvor­ gangs, bei dem das Medium einem auf das Sub­ strat einfallenden Laserstrahl (40) mit niedri­ gem Aufzeichnungsenergiepegel ausgesetzt wird, während ein aufwärts gerichtetes externes Ma­ gnetfeld (34) angelegt wird, wobei der Laser mit dem niedrigen Aufzeichnungsenergiepegel die Magnetisierung der die niedrigere Curietempera­ tur aufweisenden magnetooptischen Schicht wechselt, während er die die höhere Curietem­ peratur aufweisende magnetooptische Schicht unverändert läßt, wodurch der dritte magneti­ sche Unterzustand in den ersten magnetischen Unterzustand und der zweite magnetische Unter­ zustand in den vierten magnetischen Unterzu­ stand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die niedrigere Curietemperatur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermög­ licht,
  • - wobei Daten unabhängig in beiden magnetoopti­ schen Schichten aufgezeichnet werden können, wodurch die effektive Speicherkapazität des Mediums gegenüber herkömmlichen Einschicht-Auf­ zeichnungsmedien verdoppelt ist.
10. Verfahren zum Aufzeichnen auf ein magnetooptischen Speichermedium (12), das in folgender Reihenfolge aufweist:
  • - ein Substrat (14),
  • - eine durch eine erste Curietemperatur TC1 ge­ kennzeichnete erste magnetooptische Schicht (18)
  • - eine durch eine zweite Curietemperatur TC2 ge­ kennzeichnete zweite magnetooptische Schicht (22), wobei |TC2-TC1|<30°C gilt,
  • - derart, daß die magnetooptischen Schichten sich in einem von zwei magnetischen Zuständen befin­ den:
  • - einem ersten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in derselben Richtung magnetisiert sind, und
  • - einem zweiten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind,
wobei der erste magnetische Zustand ferner auf­ weist: einen ersten magnetischen Unterzustand, in dem die erste und die zweite magnetooptische Schicht beide aufwärts magnetisiert sind ("Auf- Auf"), und einen zweiten magnetischen Unterzu­ stand, in dem die magnetooptischen Schichten beide abwärts magnetisiert sind ("Ab-Ab"), und wobei der zweite magnetische Zustand ferner zwei Unterzu­ stände aufweist: einen dritten magnetischen Unter­ zustand, in dem die erste magnetooptische Schicht aufwärts und die zweite magnetooptische Schicht abwärts magnetisiert ist ("Auf-Ab"), und einen vierten magnetischen Unterzustand, in dem die erste magnetooptische Schicht abwärts und die zweite magnetooptische Schicht aufwärts magneti­ siert ist ("Ab-Auf"), wobei das Verfahren die fol­ genden Schritte aufweist:
  • - Initialisieren des Mediums in dem ersten magne­ tischen Unterzustand (Auf-Auf),
  • - Durchführen eines ersten Aufzeichnungsvorgangs, der das Modulieren von auf das Substrat einfal­ lender Laserenergie (40) zwischen einem niedri­ gen Aufzeichnungsenergiepegel und einem hohen Aufzeichnungsenergiepegel umfaßt, während ein abwärts gerichtetes externes Magnetfeld (34) angelegt wird, wobei der hohe Aufzeichnungs­ energiepegel die Magnetisierung beider magneto­ optischen Schichten wechselt und der niedrige Aufzeichnungsenergiepegel bloß die Magnetisie­ rund der die niedrigere Curietemperatur aufwei­ senden magnetooptischen Schicht wechselt, wo­ durch der erste magnetische Unterzustand in den zweiten und vierten magnetischen Unterzustand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die höhere Curietemperatur aufwei­ senden magnetooptischen Schicht ermöglicht, und
  • - Durchführen eines zweiten Aufzeichnungsvor­ gangs, der das Modulieren von auf das Substrat einfallender Laserenergie (40) zwischen einem Leseenergiepegel und einem niedrigen Aufzeich­ nungsenergiepegel umfaßt, während ein externes Magnetfeld (34) in Aufwärtsrichtung angelegt wird, wobei der niedrige Aufzeichnungsenergie­ pegel die Magnetisierung der die niedrigere Curietemperatur aufweisenden Schicht wechselt, wodurch der zweite magnetische Unterzustand in den dritten magnetischen Unterzustand und der vierte magnetische Unterzustand in den ersten magnetischen Unterzustand umgewandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die niedrige­ re Curietemperatur aufweisenden magnetoopti­ schen Schicht ermöglicht,
  • - wobei Daten unabhängig in beiden magnetoopti­ schen Schichten aufgezeichnet werden können, wodurch die effektive Speicherkapazität des Mediums gegenüber herkömmlichen Einschicht-Auf­ zeichnungsmedien verdoppelt ist.
11. Verfahren zum Aufzeichnen auf ein magnetooptisches Speichermedium (12), das in folgender Reihenfolge aufweist:
  • - ein Substrat (14),
  • - eine durch eine erste Curietemperatur TC1 ge­ kennzeichnete erste magnetooptische Schicht
  • - eine durch eine zweite Curietemperatur TC2 ge­ kennzeichnete zweite magnetooptische Schicht (22), wobei |TC2-TC1|<30°C gilt,
  • - derart, daß die magnetooptischen Schichten sich in einem von zwei magnetischen Zuständen befin­ den:
  • - einem ersten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in derselben Richtung magnetisiert sind, und
  • - einem zweiten magnetischen Zustand, in dem die magnetooptischen Schichten in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind,
wobei der erste magnetische Zustand ferner auf­ weist: einen ersten magnetischen Unterzustand, in dem die erste und die zweite magnetooptische Schicht beide aufwärts magnetisiert sind ("Auf- Auf"), und einen zweiten magnetischen Unterzu­ stand, in dem die magnetooptischen Schichten beide abwärts magnetisiert sind ("Ab-Ab"), und wobei der zweite magnetische Zustand ferner zwei Unterzu­ stände aufweist: einen dritten magnetischen Unter­ zustand, in dem die erste magnetooptische Schicht aufwärts und die zweite magnetooptische Schicht abwärts magnetisiert ist ("Auf-Ab"), und einen vierten magnetischen Unterzustand, in dem die erste magnetooptische Schicht abwärts und die zweite magnetooptische Schicht aufwärts magneti­ siert ist ("Ab-Auf"), wobei das Verfahren die fol­ genden Schritte aufweist:
  • - Initialisieren des Mediums in dem dritten mag­ netischen Unterzustand (Auf-Ab), wobei die die höhere Curietemperatur aufweisende magneto­ optische Schicht "aufwärts" magnetisiert wird,
  • - Durchführung eines ersten Aufzeichnungsvor­ gangs, bei dem das Medium einem auf das Sub­ strat einfallenden Laserstrahl (40) mit hohem Aufzeichnungsenergiepegel ausgesetzt wird, wäh­ rend ein abwärts gerichtetes externes Magnet­ feld (34) angelegt wird, wobei der Laserstrahl mit hohem Aufzeichnungsenergiepegel die Magne­ tisierung der die höhere Curietemperatur auf­ weisenden magnetooptischen Schicht wechselt, wodurch der dritte magnetische Unterzustand (Auf-Ab) in den zweiten magnetischen Unterzu­ stand (Ab-Ab) umgewandelt wird, was das Auf­ zeichnen von Daten in der die höhere Curietem­ peratur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermöglicht, und
  • - Durchführen eines zweiten Aufzeichnungsvor­ gangs, bei dem das Medium einem auf das Sub­ strat einfallenden Laserstrahl (40) mit niedri­ gem Aufzeichnungsenergiepegel ausgesetzt wird, während ein aufwärts gerichtetes externes Ma­ gnetfeld (34) angelegt wird, wobei der Laser mit dem niedrigen Aufzeichnungsenergiepegel die Magnetisierung der die niedrigere Curietempe­ ratur aufweisenden magnetooptischen Schicht wechselt, während er die die höhere Curietempe­ ratur aufweisende magnetooptische Schicht un­ verändert läßt, wodurch der dritte magnetische Unterzustand in den ersten magnetischen Unter­ zustand und der zweite magnetische Unterzustand in den vierten magnetischen Unterzustand umge­ wandelt wird, was die Aufzeichnung von Daten in der die niedrigere Curietemperatur aufweisenden magnetooptischen Schicht ermöglicht,
  • - wobei Daten unabhängig in beiden magnetoopti­ schen Schichten aufgezeichnet werden können, wodurch die effektive Speicherkapazität des Mediums gegenüber herkömmlichen Einschicht-Auf­ zeichnungsmedien verdoppelt ist.
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