DE2043766A1

DE2043766A1 - Verfahren und Anordnung zum Speichern von Informationen in einem magnetooptischen Speicher

Info

Publication number: DE2043766A1
Application number: DE19702043766
Authority: DE
Inventors: Manfred 2300 Kiel. GlIc 13-04 Becker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-09-03
Filing date: 1970-09-03
Publication date: 1972-03-09
Also published as: GB1356980A; LU63815A1; FR2105209B1; BE772169A; FR2105209A1; US3739394A; NL7111770A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den -3.SER1970

Berlin und München Wittelsbacherplatz

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Verfahren und Anordnung zum Speichern von Informationen in einem magnetooptischen Speicher

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Speichern von Informationen in einem magnetooptischen Speicher, "bei dem Informationen dadurch eingeschrieben werden, daß an die zu belegenden Speicherbereiehe ein Magnetfeld der einen oder der anderen Polarität angelegt und durch Bestrahlung mit Licht diese auf eine die Curie-Temperatur überschreitende Temperatur gebracht werden.

Magnetooptische Speicherverfahren sind an sieh bekannt. Zur Speicherung von Informationen wird magnetooptisches Material, zum Beispiel Mn Bi,verwendet. Die Aufzeichnung kann zum Beispiel so erfolgen, daß das Speichermaterial, auf dem die Aufzeichnung erfolgt, nach Maßgabe der aufzu zeichnenden Informationen in diskreten Bereichen bis über die Curie-Temperatur aufgeheizt wird und dabei gleichzeitig von einem magnetischen Feld durchsetzt wird. Durch die Aufheizung wird die Keimbildungsfeldstärke dee Speichermateriales an den bestimmten Bereichen herabgesetzt und die Magnetisierung dieser Bereiche dadurch in die Richtung des engelegten Magnetfeldes umgeschaltet. Da die Keimbildungsfeldstärke nur in den aufgeheizten Bereichen herabgesetzt wird, in den übrigen Bereichen dagegen unverändert bleibt, wird die Magnetisierung auch nur in den beheizten Berei chen umgeschaltet. Die Aufheizung der umzumagnetisierenden

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Bereiche über die Curie-Temperatur kann mit Hilfe von Licht oder einer anderen Strahlung erfolgen, dessen Intensität dann gemäß der einzuspeichernden Information moduliert wird.

Das Auslesen eines solchen magnetooptischen Speichers kann unter Verwendung des Faraday-Effektes oder Kerr-Effektes geschehen. Der Speicher wird mit einem linear polarisierten Lichtstrahl abgetastet. Durch den magneto optischen Effekt wird die Polarisationsebene des reflek tierten bzw. durch das Speichermedium hindurchgegangenen Lichtes verändert. Der Lichtstrahl wird anschließend durch einen Analysator mit geeignet eingestellter Durchlaßrichtung geleitet, und erscheint hinter diesem, entsprechend den ausgelesenen Informationen, intensitätsmoduliert. Ein Lichtdetektor wandelt das intensitätsmodulierte Licht in elektrische Signale um.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen magnetooptischen Groß-

speicher zu schaffen, der schneller ist als die bekannten Magnetschicht-Großspeicher,ohne wesentlich teuerer als diese zu sein* Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vor dem Einschreiben von Informationen in den Speicher der neu zu beschreibende Speicherbereich durch Anlage eines Magnetfel-

des der einen Polarität und durch Beaufschlagung mit einem

Lichtstrahl in der einen Richtung magnetisiert wird, und daß zum Schreiben ein Magnetfeld der anderen Polarität angelegt wird und der entsprechend der zu speichernden Informationen modulierte Lichtstrahl zeilenweise über den neu zu ' beschreibenden Speicherbereich geführt wird.

Durch das zeilenweise Einschreiben der Informationen kann zur Ablenkung des Lichtstrahles in Richtung der Zeilen ein

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mit konstanter Geschwindigkeit umlaufender Drehspiegel verwendet werden. Die Intensitätsmodulation des Lichtstrahles kann mit Hilfe der hei Band- und Plattenspeichern bewährten Wechseltaktschrift erfolgen.

Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des magnetooptischen Speichers,

Flg. 2 ein Diagramm der Wechseltaktschrift_f

Fig. 3 ein Informationsmuster, das in einen Speicherbereich eingeschrieben ist,

Fig. 4 ein Ablenksystem in horizontaler Richtung,

Fig. 5 eine prinzipielle Ausführung eines Teiles eines Weggebers,

Fig. 6 den Intensitätsverlauf des Lichtes beim Weggeber der Fig. 5,

Fig. 7 die vom Weggeber der Fig. 5 abgegebene Spannung, Fig. 8 eine andere Teilausführung des Weggebers, Fig. 9 einen weiteren Teil des Weggebers.

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In Fig. 1 ist die schematische Darstellung des magnetooptischen Speichers gezeigt. Die zum Curie-Punktschreiben benötigte Energie wird von einem Dauerstrichlaser LA geliefert, dessen Intensität in Abhängigkeit der vorliegenden Information mit Hilfe eines Modulators MO gesteuert wird. Mit verringerter Intensität wird der Laser LA auch zum Auslesen der Daten benutzt. Die Ablenkung des Laserstrahles erfolgt mit Hilfe der Vertikalablenkvorrichtung Y und der Horizontalablenkvorrichtung X. Dadurch wird es ermöglicht, jeden Punkt des zum Beispiel eine Mn Bi-Schicht enthaltenden Speichers SP zu erreichen. Das Licht wird über einen Polarisator PO geleitet. Ein Linsensystem FO sorgt für die Bündelung des Laserstrahles, um einerseits die für das Einschreiben benötigte Energiedichte zu erzeugen und andererseits die Bitgröße im Speicher klein zu halten. Die Mn Bi-Schicht befindet sich in einem Magnetfeld, das während des Wiederabkühlens der erhitzten Schichtbereiche deren Magnetisierungsrichtung festlegt. Dieses Magnetfeld wird durch die Spule SU erzeugt. Zum Lesen ist ein Analysator AN und ein Lichtdetektor LD, zum Beispiel ein Fotomultiplier, vorgesehen. Mit Hilfe des Analysators AN und des Lichtdetektors LD wird die Drehung, die die Polarisationsebene des Laserstrahles beim Durchgang durch die Mn Bi-Schicht erfahren hat, festgestellt. Aufgrund dieser Drehung der Polarisationsebene ist das durch den Speicher SP hindurchgehende Licht hinter dem Analysator AN lntensitätsmoduliert. Das lntensitätsmodulierte Licht wird durch den Lichtdetektor LD in elektrische Signale umgewandelt, die einer Leseelektronik LE zugeführt werden ;nd von dieser ausgewertet werden. Eine Steuerschaltung ST steuert die Ablenkvorrichtung Y, X, den Modulator MO und die Leseelektronik LE. Sie enthält zudem einen Weggeber, der die jeweilige Strahlposition auf dem Speichermedium anzeigt.

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Um den Aufwand für ein Strahlpositionierungssystem möglichst klein zu halten, wird die Information nicht punktweise, sondern zeilenweise, ähnlich wie bei einem Fernsehbild, in den Speicher SP eingeschrieben. Die Ablenkung in Zellenrichtung (Horizontalrichtung) kann dann durch einen mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Drehspiegel erfolgen, während die Aufgabe des eigentlichen Positionierungssystemes sich darauf beschränkt, die einzelnen Zeilen im Speicher anzusprechen. Dieses Schreibverfahren hat zwei wesentliche Vorteile:

1. Die Modulation des Laserlichtstrahles kann mit Hilfe der Wechseltaktschrift erfolgen. Die Wechseltaktschrift wird besonders bei Band- und Plattenspeichern verwendet. Sie

..,- ist in Pig. 2 dargestellt. Da sie bekannt ist, wird nicht weiter auf sie eingegangen.

2. Es kann dafür gesorgt werden, daß eine Zeile bzw. ein Speicherbereich vor dem Schreiben mittels Laserstrahles und magnetischen Feldes "gelöscht", d.h. in einer Richtung

2Q magnetisiert wird. Dann müssen zur Erzeugung einer aus abwechselnd magnetisierten Zeilenbereichen bestehenden Bitfolge nur noch Punkte geschrieben werden, die der Lösehrichtung entgegen magnetisiert sind. Da diese Punkte zwangsläufig die gleiche Magnetisierungsrichtung haben, genügt es,

pe das magnetische Feld vor dem Schreiben einmal umzupolen, und dann den Laserstrahl im Sinne der Information in seiner Intensität zu modulieren. Auf diese Weise wird das Uinpolen des magnetischen Feldes vor jedem Bit unnötig, was wegen der hohen Feldzeitkonstante zu einer langsamen Schreibgeschwindigkeit führen würde.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus dem Speicher mit einem Informationsmuster dargestellt, das sich bei Anwendung des oben beschriebenen Schreibverfahrens ergibt. Dabei Bind die Berei- ^]

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ehe der Magnetisierung in der einen Richtung dunkel, die Bereiche der Magnetisierung in der anderen Richtung hell gezeichnet. Die Bedeutung der gespeicherten Informationen sind neben den Zeilen aufgeführt.

Pig. 4 zeigt das Horizontalablenksystem, also die Ablenkung in Zeilenrichtung. Dazu ist ein kontinuierlich rotierender Spiegel G vorgesehen. Um unnötige Drehwartezeiten zu vermeiden, wird ein Polygonspiegel verwendet. Der vom Laser kommen- de Lichtstrahl wird durch den Polygonspiegel G abgelenkt und durch das Linsensystem LS auf den Speicher SP geleitet. Da mit einem parallelen Strahlbündel gearbeitet wird, erfolgt die Fokussierung des Lichtstrahles in der Brennebene des Linsensystemes LS.

Zur Ablenkung in Vertikalrichtung kann ebenfalls ein Drehspiegel verwendet werden.

Zur Lageregelung des Lichtstrahles wird ein Weggeber benötigt, der die Jeweilige Strahlposition anzeigt. Der Wegge ber ist der Steuerschaltung ST zugeordnet. Er kann ebenfalls mit optischen Mitteln aufgebaut eein. Er enthält - wie Pig. 5 zeigt - ein Hell-Dunkel-Raster RS und eine Lichtquelle L. Wird die Lichtquelle L über das Hell-Dunkel-Raster RS hinweggeführt, dann nimmt ein Lichtdetek tor, zum Beispiel eine Fotozelle, sinusähnliche Helligkeiteschwankungen wahr. Fig. 6 zeigt den Intensitätsverlauf des Lichtes, aufgetragen über dem Weg S. Wird auf elektronischem Wege der Mittelwert gebildet und wird dieser von dem Intensitätsverlauf der Pig. 6 abgezogen, dann ergibt sich die Kurve der Pig. 6. Hier ist eine Spannung U über dem Weg S aufgetragen. Durch Abzählen der Nulldurchgänge während des Positionierungsvorganges erhält man eine Grobinformation über

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die Strahlposition, während zur Peinregelung der fast lineare Zusammenhang zwischen Spannung und Weg in der Nähe der Nulldurchgänge ausgenutzt wird.

Vorzugsweise wird das Hell-Dunkel-Raster auf dem Speichermedium untergebracht, da auf diese Weise Wärmebewegungen der Speicherschicht angezeigt und leicht ausgeregelt werden können. Dies könnte zum Beispiel durch Ausätzung der Mn Bi-Schicht am Rande dieses Speichermediums geschehen

(s. Fig. 8).

Die Lichtquelle L wird durch einen Referenzstrahl gebil- " det, der mit Hilfe eines teildurchlässigen Spiegels SI aus dem Hauptstrahlungsgang abgezweigt wird (Fig. 9)· Da die Amplitudenmodulation des Lichtstrahles durch das Zusammenspiel zwischen Modulator MO und Polarisator· PO erfolgt, und die Verzweigungsstelle sich vor dem Polarisator PO befindet, ist der Referenzstrahl nicht intensitätemoduliert.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen magnetooptischen Speichers ist es, daß der Datenträger auswechselbar gemacht werden kann. Dann kann der gesamte Speicher wie ein Kartenspeicher aufgebaut werden. Eine erhebliche Ka- f pazitätssteigerung ist die Folge.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein magnetooptischer Speicher nach der Erfindung beschrieben worden. Dadurch soll jedoch die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt werden. Andere Realisierungen der X- und Y-Ablenkvorrichtung, der Lichtquelle und des Weggebers sind möglich. Wesentlich jedoch ist bei anderen Ausführungsbei-

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spielen, daß die Informationen ebenfalls zeilenweise in den Speicher eingeschrieben v/erden können.

8 Patentansprüche

9 Figuren

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Claims

Patentansprüche

(1/ Verfahren zum Speichern von Informationen in einem magnetooptischen Speicher, "bei dem Informationen dadurch eingeschrieben werden, daß an die zu belegenden Speicherbereiche ein Magnetfeld der einen oder der anderen Polarität angelegt und durch Bestrahlung mit Licht diese auf eine die Curie-Temperatur überschreitende Temperatur gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einschreiben von Informationen der neu zu beschreibende Speicherbereich durch a Anlage eines Magnetfeldes der einen Polarität und Beaufschlagung mit einem Lichtstrahl in einer Richtung magnetisiert wird, und daß zum Schreiben ein Magnetfeld der anderen Polarität angelegt wird und der entsprechend der zu speichernden Informationen modulierte Lichtstrahl zeilenweise über den neu zu beschreibenden Speicherbereich geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation des Lichtstrahles mit Hilfe der Wechseltaktschrift erfolgt.
3· Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Dauerstrichlaser (LA) zur Erzeugung des Lichtstrahles, durch eine Vertikalablenkvorrichtung (Y), durch einen Modulator (MO), durch einen Polarisator (PO), durch eine Horizontalablenkvorrichtung (X), durch ein Speichermedium (SP),durch einen Analysator (AN), einen Lichtdetektor (LD) und durch eine Steuerschaltung (AT) zur Steuerung der Horizontal- und der Vertikalablenkvorrichtung und des Modulators.

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4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalablenkvorrichtung (X) zur Ablenkung des Lichtstrahles einen kontinuierlich rotierenden Polygonspiegel enthält.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (ST) einen Weggeber zur Abgabe der jeweiligen Strahlposition enthält.
6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Weggeber aus einem Hell-Dunkel-Raster (RS), das auf dem Speichermedium angeordnet ist, aus einem teildurchlässigen Spiegel (SP), der einen Teil des Lichtstrahles vom Laser abzweigt und auf das Hell-Dunkel-Raster leitet und durch einen Lichtdetektor, auf den das durch das Hell-Dunkel-Raster modulierte Licht auftrifft.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hell-Dunkel-Raster in das Speichermedium geätzt ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß das Speicherraediura auswechselbar ist.

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