DE3106653A1 - Magnetooptisches speichermedium - Google Patents
Magnetooptisches speichermediumInfo
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Description
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BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein magnetooptisches Speichermedium, insbesondere ein magnetooptisches Datenspeichermedium
mit einem amorphen magnetischen Material und insbesondere ein solches Speichermedium,
das veränderbare und lesbare Speicherbereiche und unveränderbare Speicherbereiche aufweist.
In den letzten Jahren sind optische Speichersysterne,
die eine hohe Packungsdichte von Informationen ermöglichen/
besonders intensiv untersucht worden. Diese optischen Speichersysteme können in Abhängigkeit von
den Eigenschaften des Datenspeichers in die folgenden Kategorien eingeteilt werden:
1· Ausschließlich lesbare Speichermedien;
2. Speichermedien, in die zusätzliche Aufzeichnungen eingeschrieben werden können und die
unmittelbar nach dem Schreibvorgang ausgelesen werden können; und
3. schreibbare, lesbare und löschbare Speichermedien .
Von diesen drei verschiedenen Kategorien sind die zuletzt erwähnten Speichermedien für optische Speicher
besonders gut geeignet und umfassen als Speichermedium üblicherweise amorphe magnetische Schichten.
Weiterhin sind die bis heute entwickelten Methoden zum Aufzeichnen oder Einschreiben von Informationen
in magnetooptische Speichermedien die folgenden:
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a) die Curie-Punkt-Schreibtechnik, gemäß der die Temperatur dee Bereiches eines
Speicherbits auf höher als den Curie-Punkt oder die Curie-Temperatur erhöht wird, so
daß die Magnetisierung zerstört wird.
b) Die Kompensations-Temperatur-Technik, die das Phänomen ausnützt, daß die Koerzitivkraft
sich verringert, wenn der Bereich des Speicherbits mit etwa der Kompensations
temperatur weiter erhitzt wird.
c) Die temperaturabhängige Koerzitivkraft-Technik, die das Phänomen ausnützt, nach
dem die Koerzitivkraft sich stark mit
einer Temperatursteigerung ändert.
Das Aufzeichnen oder Speichern wird bei diesen Methoden dadurch erreicht, daß man einen Laserstrahl mit einem
Durchmesser im Bereich von 1 um auf den Bereich des
Speicherbits richtet und in dieser Weise über die erreichte Temperatursteigerung eine Änderung der Magnetisierung
in den mit Licht aktivierten Bereichen verursacht. Das Löschen der Aufzeichnungen erfolgt durch
Energiezufuhr unter Anwendung des gleichen optischen Systems wie es auch für den Schreibvorgang verwendet
wird, um in dieser Weise die ursprüngliche Magnetisierung wieder herzustellen. Diese Art von amorphem
magnetischem Material ist gut bekannt als veränderbares optisches Speichermediem. Die Reversibilität des
Mediums führt jedoch zum Löschen von Aufzeichnungen bei einer Fehlfunktion oder einer falschen Anwendung
eines Schreibsystems und die gespeicherten Daten sind als Folge von Änderungen der umgebungstemperatur nicht
stabil.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein raagnetooptisches Speichermedium oder Aufzeichnungsmedium
anzugeben, bei dem durch thennomagne'-tisches
Schreiben und Löschen Informationen eingespeichert und ausgelöscht werden können, sowie ein
magnetooptisches nur auslesbares Speichermedium und ein Speichermedium mit unveränderbaren Speicherplätzen,
die nur für die magnetooptische Speicherung dienen.
10
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch das magnetooptische Speichermedium gemäß Hauptanspruch. Die
ünteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen
dieses Erfindungsgegenstandes.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein magnetooptisches Speichermedium, das gekennzeichnet ist durch
eine Schicht aus einem amorphen Material, dessen Schreibtemperatur oder Aufzeichnungstemperatur niedriger
liegt als sein Kristallisationspunkt, so daß durch die Kristallisation Änderungen der optischen
Eigenschaften bewirkt werden können. Diese Schicht aus dem amorphen Material besteht vorzugsweise aus
GdDyFe und/oder GdTbFe und/oder DyFe und/oder TbFe.
25
Gemäß einer föevoraugten Ausführungsform der Erfindung
umfaßt das magnetooptische Speichermedium neben der
Schicht aus «fern amorphen Material, das durch Kristallisation Änderungen seiner optischen Eigenschäften
ermöglicht, reversible Aufzeichnungen auf der Schicht acts dem amorphen' Material und unveränderbare
oder auch unlöschbare Aufzeichnungen oder Aufzeichnungsspuren, die durch eine Veränderung der
Kristallisation der Schicht aus dem amorphen Material
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auf dieser Schicht aufgezeichnet sind.
Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der optischen Durchlässigkeit einer GdDyFe-Schicht in amorphem
Zustand und in kristallinem Zustand, die mit einer SiO^-Schicht überdeckt ist, in Abhängigkeit von der
Wellenlänge;
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft und der
Temperatur wiedergibt;
e Fig. 3 eine schematische Darstellung einer optischen Datenspeichereinrichtung unter Anwendung
des Faraday-Effekts;
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Speichermedium mit Führungsspuren; und
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der in der
Fig. 4 dargestellten Führungsspuren.
Wie aus der Fig. 1 zu erkennen ist, zeigt eine Schicht aus einem amorphen magnetischen Material,
das Seltene Erdmetalle und Ubergangsmetalle enthält,
eine Steigerung der optischen Durchlässigkeit und eine Verminderung des Reflexionsvermögens in Abhängigkeit
von der Kristallisation, wobei die Kurve A den amorphen Zustand der Schicht und die
Kurve B den kristallinen Zustand der Schicht wiedergeben. Von besonderem Interesse ist das Material
GdDyFe, das eine besonders deutliche Änderung seiner Durchlässigkeit oder seines ReflexionsVermögens in
Abhängigkeit davon zeigt, ob es in amorphem Zustand
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oder in kristallinem Zustand vorliegt. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, daß durch die erwünschte
Kristallisation von informationstragenden Bereichen (Bitbereichen) beim Auslesen der Bereiche mit Hilfe
eines Lichtdetektors sich in der Helligkeit ändernde Signale erhalten werden, so daß ein solches System
als optisches lesbares Speichersystem (unter Anwendung des Faraday-Effekts oder dergleichen) angewandt
werden kann. Aus der Fig. 2 ist erkennbar, daß der Curie-Punkt bzw. die Curie-Temperatur des amorphen
magnetischen Materials GdDyFe etwa 12O0C beträgt und der Phasenumwandlungspunkt von dem amorphen Zustand
in den kristallinen Zustand etwa bei 3500C liegt. Es ergibt sieh somit eine Temperaturdifferenz, die
dazu ausreicht, unter Anwendung einer Aufzeichnungs-Lichtquelle mit variierbarer Intensität auf dem
gleichen Medium Informationen sowohl über das Curie-Punkt-Schreiben bzw. -Aufzeichnen (als veränderbarer
Speicher) als auch über das Kristallisations-Schreiben (als unveränderbarer oder permanenter Speicher)
- aufzuzeichnen.
Beispielsweise wird, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist, eine dünne Schicht aus amorphem GdDyFe, dessen
Curie-Punkt-Aufzeichnung bei einer Temperatur möglich ist, die wesentlich niedriger liegt als die
Kristallisationstemperatur oder die Umwandlungstemperatur, auf einem Substrat 1 aus Glas oder einem
transparenten Kunststoffmaterial abgeschieden. Das Substrat 1 kann aus Glas, einem Acrylkunststoff oder
aus einem Polycarbonat bestehen. Die dünne Schicht 2 aus GdDyFe ist mit einer Schutzschicht 3 aus SiO2
überdeckt, wodurch sich das vollständige magnetooptische Speichermedium ergibt. Anschließend wird das
Speichermedium in die Form einer Scheibe gebracht,
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die durch ein Antriebssystem 4, wie einen Motor, mit einer geeigneten Geschwindigkeit in Drehung versetzt
wird.
Zum Einschreiben bzw. Aufzeichnen von Daten in das oben angesprochene Speichermedium bzw. zum Auslesen
dieser Daten ist ein optisches Speichersystem vorgesehen, das unter Anwendung des magnetooptischen Faraday-Effekts
durch Curie-Punkt-Schreiben- und -Lesen zur Informationsaufzeichnung bzw. Wiedergabe eingesetzt wird.
Wie in der Fig. 3 dargestellt ist, ist ein Laser 5, typischerweise ein He-Ne-Laser, vorgesehen, mit dem
über einen Lichtmodulator 6 und einen Polarisator 7 ein Laserstrahl auf ein optisches System 8 gerichtet
wird, das einen Spiegel zur Änderung des optischen Weges und eine Schreiblinse umfaßt. Das optische System
8 ist deraxt gegenüber den Speicher-Bitbereichen des Speichermediums angeordnet, so daß der Laserstrahl auf
das Speichermedium gerichtet und Informationen als veränderbare Aufzeichnung oder als unveränderbare
Aufzeichnung eingeschrieben werden können, in Abhängigkeit von der Leistung bzw. der Intensität des
Laserstrahls. Andererseits werden die von dem Speichermedium 1 ausgelesenen Informationen über ein optisches
System 9, das einen Spiegel zur Änderung des optischen Weges und eine Kondensatorlinse umfaßt, zu einem
Analysator 10 und von dort zu einem Lichtdetektor 11
geführt. In dieser Weise ist es möglich, die Informationen aus den veränderbaren Speicherbereichen und
den unveränderbaren Speicherbereichen auszulesen.
Wenngleich bei der obigen Beschreibung die Anwendung einer GdDyFe-Schicht als typisches Beispiel eines
amorphen magnetischen Materials angegeben ist, können
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auch andere Materialien für das erfindungsgemäße magnetooptische Speichermedium angewandt werden,
deren Schreibtemperaturen oder Aufzeichnungstemperaturen
niedriger liegen als ihre Kristallisationspunkte bzw. Kristallisationstemperaturen/ so daß es
möglich wird, über die Kristallisation eine Änderung der optischen, Durchlässigkeit oder des optischen
Reflexionsvermögens zu verursachen. Beispiele für Materialien dieser Art sind GdTbFe, DyFe, TbFe etc.
Besonders bevorzugt ist eine Schicht aus GdTbFe mit einem Gd/Tb/Fe-Verhältnis von 0,24/0,18/1 und einer
Dicke von 50 bis 80 nm.
Die anderen Schreib- und Lese-Methoden als das oben angesprochene Curie-Punkt-Schreiben und das Faraday-Effekt-Lesen
sind bei dem erfindungsgemäßen magnetooptischen Speichermedium ebenfalls möglich.
Wie bereits erwähnt, wird erfindungsgemäß die Temperaturabhängigkeit
der Magnetisierungseigenschaften und der Kristallisationseigenschaften des amorphen
magnetischen Materials angewandt, so daß es möglich wird, auf ein und demselben Speichermedium sowohl
reversible Aufzeichungen als auch unveränderbare Aufzeichnungen zu speichern. Insbesondere zeigen die
permanenten Aufzeichnungen praktisch keine Zerstörung der Information. Weiterhin ist für das Einschreiben
und Auslesen kein besonderer Aufwand erforderlich.
Ganz allgemein besitzt ein Speichermedium mit hoher
packungsdichte Schreibspuren mit einer Breite im Bereich von 1 \xm. Damit das Schreiben und Lesen mit
Hilfe eines Laserstrahles in der Praxis durchgeführt werden kann, ist es erforderlich, daß der Laserstrahl
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nur auf die Spur, auf die aufgezeichnet werden soll oder die ausgelesen werden soll/ und keine anderen
Spuren gerichtet ist. Hierzu ist ein optisches Präzisionssystem oder ein Servosystem unter Anwendung
von Führungsspuren erforderlich. 5
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen magnetooptischen Speichermediums
werden die unveränderbaren Aufzeichnungen in wirksamer Weise als Führuagsspuren für die Laser-Adressen-Methode
angewandt. Die Fig. 4 und 5 verdeutlichen ein solches erfindungsgemäßes magnetooptisches
Datenspeichermediufli mit kristallisierten Führungsspuren. Die Führungsspuren 12 sind so angeordnet,
daß sie bei der Anwendung des Laserstrahles mit den (reversiblen) Aufzeichnungsspuren 13 fluchten. Um
die Führungsspuren 12 möglichst klein zu machen, wird ein Laserstrahl mit einer kurzen Wellenlänge
angewandt, beispielsweise ein ar-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 488 nm (4880 2) . Zur
Ausbildung der Führungsspuren 12 werden insbesondere
beide Seiten der Aufzeichnungsspuren 13 auf eine Temperatur oberhalb der Kristallisationstemperatur (typischerweise 3500C) erhitzt.
Wenn die Führungsspuren 12 in dieser Weise längs der
Aufzeichnungsspuren angeordnet werden, werden die Aufzeichnungsspuren 13 nicht kristallisiert, so daß
die Aufzeichnungen stabil sind und unverändert bleiben, selbst wenn sie mit dem Laserstrahl zur
Aufzeichnung der Speicherbits 14 bei einer Temperatur
in der Nähe des Curie-Punkts (etwa 1000C) belichtet werden. Weiterhin werden die anderen Aufzeichnungsspuren
13 durch das Belichten mit dem Laser-
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- 13 -
strahl nicht beeinflußt, da die Aufzeichnungsspuren zwischen den Führungsspuren 12 angeordnet sind.
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4
Leerseite
Claims (12)
1.) Magnetooptisches Speichermedium, g e k e η η zeichnet
durch eine Schicht aus GdDyFe und/oder GdTbFe als amorphes magnetisches
Material für den thermomagnetischen Schreibvorgang.
2. Magnetooptisches Speichermedium, gekennzeichnet durch eine Schicht aus einem
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amorphen Material, dessen Schreibtemperatur niedriger liegt als sein Kristallisationspunkt zur Änderung
seiner optischen Eigenschaften über die Kristallisation.
5
5
3. Magnetooptisches Speichermedium, gekennzeichnet durch
eine Schicht aus einem amorphen Material, dessen Schreibtemperatur niedriger liegt als sein
Kristallisationspunkt zur Änderung der optischen Eigenschaften über die Kristallisation;
reversible Aufzeichnungen auf der Schicht aus dem amorphen Material; und
unveränderbare Aufzeichnungen, die über Änderungen der Kristallisation der amorphen Schicht auf der
amorphen Schicht gespeichert sind.
4. Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die reversiblen Aufzeichnungen mit der Curie-Punkt-Schreibtechnik
aufgezeichnet sind.
5. Magnetooptisches Speichermedium, gekennzeichnet durch
eine Schicht aus einem amorphen Material, dessen Schreibtemperatur niedriger liegt als sein
Kristallisationspunkt zur Änderung der optischen Eigenschaften über die Kristallisation;
reversible Aufzeichnungsspuren auf der Schicht aus dem amorphen Material; und
nicht-löschbare Führungsspuren, die über Änderungen der Kristallisation der amorphen Schicht auf der
amorphen Schicht aufgezeichnet sind.
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6. Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsspuren neben den Aufzeichnungsspuren
angeordnet sind.
7. Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ daß
die Führungsspuren durch Erhitzen der Schicht aus dem amorphen Material auf eine Temperatur oberhalb
des Kristallisationspunkts aufgezeichnet worden sind.
8. Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die GdDyFe-Schicht einen Kristallisationspunkt
von etwa 35O0C aufweist, bei der sie von dem
amorphen Zustand in den kristallinen Zustand übergeht.
9. Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich ne t, daß
das Material der GdDyFe-Schicht einen Curie-Punkt von etwa 1200C aufweist,
10. Magnetooptisches Speichermedium, gekennzeichnet durch eine GdTbFe-Schicht, deren
Schreibtemperatur niedriger liegt als ihr Kristallisationspunkt zur Änderung der optischen
Eigenschaften über die Kristallisation.
11. Magnetooptisches Speichermedium, gekennzeichnet
durch eine DyFe-Schicht, deren Schreibtemperatur niedriger liegt als ihr Kristallisationspunkt zur Änderung der optischen
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Eigenschaften über die Kristallisation,
12. Magnetooptisches Speichermedium, gekennzeichnet durch eine TbFe-Schicht,
deren Schreibtemperatur niedriger liegt als ihr Kristallisationspunkt zur Änderung der optischen
Eigenschaften ü&er die Kristallisation.
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