DE3542279A1 - Aufzeichnungs- und/oder wiedergabeverfahren fuer blochlinienspeicher - Google Patents

Description

Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeverfahren für Bloch-

1 inienspeicher

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Aufzeichnungs- und- Wiedergabeverfahren für Festkörper-Speicher, insbesondere Blochlinienspeicher.

Gegenwärtig werden als externe Speicher für Computer, als elektronische Dateispeicher oder als Stehbilddatei-Speicher verschiedenartige Speiebervorrichtungen wie Magnetbänder, Winchesterplatten, Floppy-Speicherplatten bzw. Disketten, optische Speicherplatten, optomagnetische Platten, oder Magnetblasenspeicher verwendet. Bei diesen Speichervorrichtungen ist außer bei den Magnetblasenspeichern eine Relativbewegung zwischen einem Aufzeichnungsträger wie einem Band oder einer Platte und einem Aufzeichnungs/Wiedergabekopf erforderlich. Daher entstehen mit der Tendenz zu einer Aufzeichnung in hoher Dichte verschiedenerlei Probleme, zu denen das Problem der Spurnachführung, das Problem der Bewegung und des Abriebs des Kopfs, das durch Staub und Vibrationen entstehende Problem sowie im Falle der optischen und optomagnetischen Speicherplatten das Problem der Fokussierung zählen.

Dresdner Ba"k iM-jncheni K'.o 3939 S44

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Die Magnetblasenspeicher benötigen keinen mechanischen Antriebsteil und haben hohe Zuverlässigkeit. In dieser Hinsicht sind die Magnetblasenspeicher als vorteilhaft für die Aufzeichnung in hoher Dichte anzusehen. In einem Magnetblasenspeicher wird jedoch als ein Bit eine kreisförmige magnetische Domäne (Blase) eingesetzt, die in einem magnetischen Granatfilm gebildet ist, der senkrecht zur Filmfläche eine Achse leichter Magnetisierbarkeit

-,Q hat. Daher beträgt auch bei der Nutzung einer mit den Materialeigenschaften des Granatfilms erreichbaren kleinsten Blase (mit einem Durchmesser von 0,3 μτη) die maximale Aufzeichnungsdichte je Chip bzw. Plättchen einige zehn Megabit. Somit ist mit einem Magnetblasenspeicher keine höhere Dichte erzielbar, falls nicht anstelle des Granats ein anderes Material wie Hexaferrit oder eine amorphe Legierung verwendet wird.

Als Speicher zum Aufzeichnen mit einer Dichte, die höher _on als die mit einem Magnetblasenspeicher erzielbar ist, hat ein Blochlinienspeicher große Aufmerksamkeit gefunden. Bei dem Blochlinienspeicher wird als ein Bit in einer magnetischen Domäne, die von in einem magnetischen Granatfilm gebildeten Domänenwänden eingeschlossen ist, ein Obergangsbereich, in dem die Richtung der Drehung der Magnetisierung innerhalb der Domänenwände geändert ist, nämlich ein Bereich verwendet wird, der durch eine von Blochdomänenwänden begrenzte Neel-Domänenwandstruktur gebildet ist. Im Vergleich mit einem Magnetblasenspeicher, bei dem als ein Bit eine kreisförmige magnetische 30

Domäne (Blase) benutzt wird, erlaubt ein Blochlinienspeicher eine Aufzeichnung mit einer hohen Dichte, die 100-mal so groß ist wie diejenige bei dem ersteren Speicher. Wenn beispielsweise ein Granatfilm mit einem Magnetblasendurchmesser von 0,5 pm verwendet wird, ist es möglich, 35

eine Speicherkapazität von 1,6 GBit je Chip bzw. Plätt-

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chen zu erzielen.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines herkömmlichen § Blochlinienspeichers. Ein Substrat 1 besteht aus einem nichtmagnetischen Granat wie Gadolinium-Gallium-Granat (GGG) oder Niobium-Gallium-Granat (NbGG). Auf dem Substrat 1 wird durch Flüssigphasen-Epitaxie (LPE) ein magnetischer Granatfilm 2 ausgebildet. In dem Film 2 werden

,Q streifenförmige magnetische Domänen bzw. Domänenstreifen . 3 gebildet, während auf dem Film Leiterlinienmuster bzw. Leiterstreifen 4 ausgebildet werden. An dem ganzen Speicher wird in der durch einen Pfeil dargestellten Richtung, nämlich nach unten gerichtet ein Vormagnetisie-

, f. rungsfeld HB errichtet. Die Daten werden in den Domänenwänden eines jeweiligen Domänenstreifens 3 durch das Vorhandensein oder' Fehlen eines Paars von Blochlinien gespeichert. Wenn das Blochlinienpaar vorhanden ist, entspricht das dem Datenwert "1", während ansonsten der Datenwert "0" ist. Das Blochlinienpaar ist auf richtige bzw. genaue Weise an einer stabilen Stelle bzw. Potentialmulde in dem Domänenstreifen 3 vorhanden. Wenn senkrecht zur Substratoberfläche ein Impulsmagnetfeld errichtet wird, werden die Daten aufeinanderfolgend zu den jeweils benachbarten Potentialmulden übertragen.

Nachstehend wird kurz ein herkömmliches Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten bei einem derartigen herkömmlichen Blochlinienspeicher beschrieben.

Fig. 2 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zum Aufzeichnen in einem Blochlinienspeicher. Der Blochlinienspeicher hat Magnetblasen 5 auf einer Hauptlinie, einen Leiterstreifen 6 und magnetische

Domänenstreifen 3 wie die in der Speichervorrichtung nach 35

Fig. 1. Mit einem Pfeil A ist die Richtung des Stromflus-

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ses in dem Leiterstreifen 6 dargestellt. Es ist anzumerken, daß ein Vormagnetisierungsfeld (HB in Fig. 1) nach oben von der Zeichnungsebene weg errichtet wird und daß die Magnetisierungen der Domänenstreifen 5 und der Magnetblasen 5 in dieser Richtung gerichtet sind. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wird wie bei einem Magnetblasenspeicher eine Haupt/Nebenschleife durch die Kombination einer Hauptlinie·als Blasenübertragungsweg und -,Q einer durch die Domänenwände des Domänenstreifens 5 geformten Nebenschleife gebildet.

Bei dem in einem Magnetblasenspeicher eingesetzten Übertragungssystem, nämlich einem System mit einem internen Drehmagnetfeld oder einem Stromansteuerungssystem werden die Magnetblasen 5 auf die Hauptlinie längs des Leiterstreifens 6 übertragen. Daher werden die Magnetblasen 5 zur Eingabe eines Blochlinienpaars nicht vor dem Domänenstreifen 3 angeordnet, während sie vor dem Domänenstrei-

_o fen 3 angeordnet werden, wenn das Blochlinienpaar einzugeben ist. Infolgedessen ist wegen der Abstoßungskraft zwischen einer vorgegebenen Magnetblase 5 und dem entsprechenden Domänenstreifen 3 der Abstand zwischen dem Leiterstreifen 6 und dem Domänenstreifen 3 je nach dem Vorhandensein oder Fehlen eines Blochlinienpaars, nämlich dem Vorhandensein oder Fehlen der Magnetblase 5 verschieden. Daher liegt der Domänenstreifen 3, vor dem die Magnetblase 5 angeordnet ist, in einem größeren Abstand von dem Leiterstreifen 6.

Wenn bei diesem Zustand dem Leiterstreifen 6 in der Richtung des Pfeils A ein Stromimpuls zugeführt wird, wird nahe dem von der Mitte abliegenden bzw. freien Ende des Domänenstreifens 3 ein örtliches Magnetfeld erzeugt,

dessen Richtung zu derjenigen der Magnetisierung des 35

Domänenstreifens 3 entgegengesetzt ist. Dadurch wird der

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näher an dem Leiterstreifen 6 liegende Domänenstreifen 3 eingezogen bzw. zurückgezogen, wobei an dem freien Ende des Domänenstreifens 3 ein Blochlinienpaar gebildet wird.

Fig. 3(A) bis 3(C) dienen zum Erläutern des Wiedergabeverfahrens für den vorstehend beschriebenen Blochlinienspeicher. In den Fig. 3(A)'bis 3(C) sind mit den gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile wie in den Fig. 1 und 2

"LQ bezeichnet, wobei eine ausführliche Beschreibung der . Teile weggelassen ist. Ein Domänenstreifen 31 hat an seinem von der Mitte abgelegenen freien Ende eine Blochlinie 8 und ist von Domänenwänden 7 umschlossen. Der Pfeil in der jeweiligen Domänenwand 7 zeigt die Richtung der Magnetisierung in der Mitte der Domänenwand an, während Pfeile in Leiterstreifen 4 jeweils die Stromflußrichtung anzeigen. Nach Fig. 3(A) ist der Domänenstreifen 31 auf einem magnetischen Granatfilm 2 gebildet, während in der Domänenwand 7 die Blochlinie 8 ausgebildet ist. In den Fig. 3(A) bis 3(C) ist keine Potentialmulde gemäß der vorstehenden Beschreibung dargestellt. Der Domänenstreifen 31 wird von zwei Leiterstreifen 4 überquert. Wenn gemäß Fig. 3(A) Stromimpulse in einander entgegengesetzten Richtungen fließen, hat das durch die in den Leiter-

_oc- streifen 4 fließenden Ströme gebildete Magnetfeld die zur Magnetisierungsrichtung des Domänenstreifens 31 entgegengesetzte Richtung. Daher wird die zwischen den beiden Leiterstreifen 4 gelegene magnetische Domäne eingeschnürt, wobei die Domänenwände 7 gemäß der Darstellung

durch die gestrichelten Linien bewegt werden. Bei einer du

Steigerung der Ströme erfolgt ein Verschmelzen bzw. Zusammenschließen der Domänenwände, wie es in Fig. 3(B) gezeigt ist. Der Bereich des Domänenstreifens 3 innerhalb der somit eingeschnürten bzw. zusammengeführten Domänenwände bildet eine Magnetblase 5 und wird von dem restlichen Teil des Domänenstreifens 3 abgetrennt. Nach dem

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Unterbrechen der Stromzufuhr wird an dem freien Ende des restlichen Domänenstreifens 31 die Blochlinie 8 gebildet, die derjenigen vor dem Abtrennen der Magnetblase 5 gleichartig ist, und es wird die Größe der Domäne wieder auf die ursprüngliche Größe gebracht. Die Fig. 3(C) zeigt einen Fall, bei dem keine Blochlinie 8 vorhanden ist. Wenn bei dieser Lage den Leiterstreifen 4 Strom zugeführt wird und gemäß Fig. 3(A) die Blochlinie 8 gebildet ist,

]q können durch das Steigern der Ströme die Domänenwände . zwischen den beiden Leiterstreifen 4 nach innen versetzt und miteinander verschmolzen bzw. abgeschnürt werden.

Gemäß den Fig. 3(A) und 3(C), bei denen die Blochlinie vorhanden bzw. nicht vorhanden ist, sind die Magnetisie-

jc rungsrichtungen in den Domänenwänden zwischen den beiden Leiterstreifen nach Fig. 3(A) die gleichen, während sie nach Fig. 3(C) entgegengesetzt sind. Daher wird in diesen beiden Fällen die wechselseitige Kraft zwischen den Magnetisierungen der Domänenwände bei dem Einschnüren

2~ unterschiedlich. D.h., der Strom für das Zusammenziehen bzw. Einschnüren der Domänenwände ist geringer, wenn die Blochlinie 8 gebildet ist. Falls daher die den Leiterstreifen 4 zugeführten Ströme zwischen Stromwerten für das Einschnüren der Domäne bei Vorhandensein der Blochli-

₂,- nie 8 und Stromwerten gewählt wird, die erforderlich sind, wenn keine Blochlinie 8 vorhanden ist, kann die Blochlinie 8 entsprechend dem Vorliegen oder Fehlen der abgetrennten Magnetblase 5 gebildet oder nicht gebildet werden. Auf diese Weise kann das Vorliegen oder Fehlen _ der Blochlinie 8 durch das Ermitteln der Magnetblase 5 nach einem Verfahren bestimmt werden, das zu demjenigen bei dem herkömmlichen Magnetblasenspeicher gleichartig ist.

__ Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden bei dem herob

kömmlichen Verfahren zum Aufzeichnen oder Wiedergeben an

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einem Blochlinienspeicher sowohl zur Aufzeichnung als auch zur Wiedergabe Blasen benutzt. Da hierzu das Erzeugen und Übertragen der Blasen erforderlich ist, wird der Gesamtaufbau kompliziert. Die Bitrate für die Aufzeichnung oder Wiedergabe bleibt auf einem Wert, der demjenigen bei einem Magnetblasenspeicher entspricht. Daher kann trotz der verhältnismäßig'hohen Aufzeichnungsdichte mit einem herkömmlichen Blochlinienspeicher keine zufrieden- IQ stellend hohe Aufzeichnungs/Wiedergabegeschwindigkeit . (Bitrate) erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben für Blochlinienspeieher zu schaffen, das einfach gestaltet ist und eine hohe Bitrate ergibt.

Zur Lösun'g dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Aufzeichnen in einem Blochlinienspeicher und/oder zum Wiedergeben aus demselben geschaffen, bei dem Lichtstrahlen in die Nähe eines freien Endes einer magnetischen Domäne oder auf eine Verlängerungslinie derselben aufgestrahlt oder geleitet werden, wobei eine optische Vorrichtung wie eine Laserstrahlvorrichtung oder dergleichen eingesetzt wird, wodurch ein Aufzeichnen und/oder Wiedergeben mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei-

spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu-30

tert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus
eines herkömmlichen Blochlinienspeichers.

Fig. 2 ist eine Darstellung, die ein herkömmliches Ver-

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fahren zur Aufzeichnung in einem Blochlinienspeicher veranschaulicht.

Fig.- 3(A) bis 3(C) sind Darstellungen zur Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zur Wiedergabe aus einem Blochlinienspeicher.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die ein Aus- -^q führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufzeichnen in einem Blochlinienspeicher veranschaulicht.

Fig. 5 und 6 sind Darstellungen zur Erläuterung eines ,c erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufzeichnung in einem Blochlinienspeicher.

Fig. 7(A) und 7(B) sind Schnittansichten, die das Bilden einer Potentialmulde zeigen.

Fig. 8 ist eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wiedergabe aus einem Blochlinienspeicher.

_,. Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau einer Vorrichtung zum Ausführen des in Fig. 8 gezeigten Wiedergabeverfahrens zeigt.

Fig. 10 ist eine grafische Darstellung, die ein nach dem

_ Verfahren gemäß Fig. 8 erzieltes elektrisches 30

Ausgangssignal als Funktion der Zeit zeigt.

Fig. 11 und 12 sind Darstellungen zur Erläuterung einer Anwendung des Wiedergabeverfahrens nach Fig. 8

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Fig. 13 zeigt eine Abwandlung des Wiedergabeverfahrens

nach Fig. 8 und 9.

c Fig. 14 zeigt den Aufbau eines Blochlinienspeichers, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden kann und bei dem auf einer Aufzeiqhnungsfläche ein Reflexionfilm ausgebildet ist.

,Q Fig. 15 ist eine Darstellung einer Vorrichtung für die Wiedergabe aus dem Blochlinienspeicher nach Fig. 14.

Fig. 16(A) bis 16(C) sind Darstellungen, die ein anderes Verfahren für das Ermitteln von Magnetfeldänderungen gemäß Bereichsänderungen einer magnetischen Domäne veranschaulichen.

Fig. 17 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Wiedergabe aus einem Blochlinienspeicher gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 18 und 19 sind Darstellungen, die ein Wiedergabeverfahren bei der in Fig. 17 gezeigten Vorrichtung veranschaulichen.

Fig. 20 und 21 sind Darstellungen, die jeweils Beispiele

für eine Vorrichtung zum Abfragen und Erfassen 30

von Laserstrahlenlicht aus einem magnetischen Granatfilm veranschaulichen.

Fig. 22 und 23 sind Darstellungen von Abwandlungen der in Fig. 17 gezeigten Wiedergabevorrichtung.

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Die Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufzeichnen in einem Blochlinienspeicher veranschaulicht. In der Fig. 4 sind mit den gleichen Bezugszeichen gleiche Teile wie in Fig. 1 bezeichnet, wobei deren ausführliche Beschreibung weggelassen ist. Die von e'inem Halbleiterlaser 11 abgegebenen Laserstrahlen werden mit einer Kollimatorlinse 12 zu parallelen Strahlen kollimiert. Die Strahlen werden mit

^Q einem optischen Polarisator 13 linear polarisiert und mit . einer Fokussierlinse 10 zu Abtaststrahlen 9 geformt. Mit den Strahlen wird durch ein nichtmagnetisches Granat-Substrat 1 hindurch eine Abtastung in der Nähe der von der Mitte abgelegenen freien Enden einer Vielzahl strei-

jc fenförmiger magnetischer Domänen eines magnetischen Granatfilms 2 vorgenommen. Gemäß der Darstellung in der Fig. 4 wird der optische Polarisator 13 mittels einer Sägezahnwelle angesteuert, während der Halbleiterlaser 11 mit einem Impulssignal angesteuert wird.

Die Fig. 5 und 6 sind ausführliche Darstellungen zur

Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufzeichnen in einem Blochlinienspeicher. Die Fig. 5 zeigt den Aufbau des Blochlinienspeichers sowie die Abtastungs- _,. Laserstrahlen, während die Fig. 6 das Erzeugen einer Blochlinie veranschaulicht.

Nach Fig. 5 wird über Ionenimplantations-Schichten bzw. Potentialmulden 15 ein Lichtabsorptionsfilm 14 ausgebildet. Gleiche Teile wie in Fig. 2 sind in der Fig. 5 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf einem Substrat 1 aus monokristallinem Neodym-Gallium-Granat (NdGG) oder Gadolinium-Gallium-Granat (GGG) wird durch Flüssigphasen-Epitaxie (LPE) ein magnetischer Granatfilm 2 ausgebildet. An dem Film 2 wird in einer durch die Pfeilrichtung gezeigten Richtung ein vertikales Vormagnetisierungsfeld

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HB errichtet und es werden streifenförmige magnetische

Domänen bzw. Domänenstreifen 3 gebildet. Auf der Oberfläche des Films 2 werden in der zur Längsrichtung der Domänenstreifen 3 senkrechten Richtung Leiterstreifen 6 aus Al oder Cu sowie ein Lichtabsorptionsfilm 14 aus Sb oder Te ausgebildet. Unterhalb des Lichtabsorptionsfilms 14 werden in dem Film 2 durch Ionenimplantation von H⁺ oder He Schichten 15 ausgebildet. Die Ionenimplanta- -,Q tionsschichten 15 sind Horizontal-Magnetisierungsbereiche . und bilden zwei feststehende Stellen in bezug auf die freien Enden der Domänenstreifen 3.

Mit den Abtastungs-Lichtstrahlen 9 wird eine Abtastung .p. längs des Lichtabsorptionsfilms 14 des Blochlinienspeichers mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau vorgenommen. Für die Eingabe der Blochlinie werden die Teilbereiche des Lichtabsorptionsfilms vor den Domänenstreifen 3 abgetastet, wodurch die entsprechenden Domänenstreifen 3

verlängert werden. Das Verfahren für die Eingabe bzw. das AU

Einschreiben der Blochlinie wird ausführlich anhand der Fig. 6(A) bis 6(C) erläutert. Die Fig. 6(A) zeigt einen Zustand vor der Bestrahlung mit den Abtastlichtstrahlen, die Fig. 6(B) zeigt einen Zustand nach der Bestrahlung mit den Abtastlichtstrahlen und die Fig. 6(C) zeigt einen Zustand des Domänenstreifens 3 nach dem Zuführen eines Stromimpulses. Mit den Pfeilen in einem magnetischen Granatfilm 2 ist jeweils die Magnetisierungsrichtung gezeigt. Mit Hp ist ein Impulsmagnetfeld bezeichnet, während mit i ein in den Leiterstreifen fließender Strom bezeichnet ist.

Vor der Bestrahlung mit den Abtastlichtstrahlen 9 ist das freie Ende des Domänenstreifens 3 an der rechten Seite der durch die beiden Ionenimplantationsschichten 15 gebildeten Potentialmulde festgehalten. An dem freien

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Ende des Domänenstreifens 3 ist in einer Domänenwand 7 keine Blochlinie vorhanden, wobei die Magnetisierung in der Mitte der Domänenwand 7 zur Zeichnungsebene senkrecht verläuft. Wenn bei diesem Zustand die Abtastlichtstrahlen 9 von dem Substrat her einfallen und auf dem magnetischen Granatfilm 2 sowie dem Lichtabsorptionsfilm 14 fokussiert werden, wird in dem bestrählten Bereich des magnetischen Granatfilms 2 die Temperatur gesteigert.

. Das magnetische Potential (Domänenwand-Potential) in dem magnetischen Granatfilm 2 hat negative Temperaturabhängigkeit. Daher wird entsprechend dem in dem magnetischen Granatfilm 2 gebildeten Temperaturgradienten der Domänenstreifen 3 zu der Seite hoher Temperatur gezogen und in den mit den Abtastlichtstrahlen 9 bestrahlten Bereich hinein erweitert. Auf diese Weise wird gemäß Fig. 6(B) das freie' Ende des Domänenstreifens 3 in der Potentialmulde an der linken Ionenimplantationsschicht 15 festge-

_or. halten. Wenn bei diesem Vorgang gemäß Fig. 4 die Laserstrahlen den Domänenstreifen 3 senkrecht überstreichen und entsprechend den Aufzeichnungsdaten (durch Ein- und Ausschalten) moduliert werden, wird für die Eingabe bzw. das Einschreiben der Blochlinie der Domänenstreifen 3 bis

₉₍- zu dem Leiterstreifen 6 gedehnt, während der Domänenstreifen 3 in der ursprünglichen Lage verbleibt, wenn keine Blochlinie aufgezeichnet werden soll. Wenn nach der Laserstrahlabtastung in dem Leiterstreifen 6 ein Strom i fließt, wird ein Impulsmagnetfeld Hp erzeugt, durch das

die Magnetisierung nahe dem freien Ende des in die Nähe 30

des Leiterstreifens 6 gedehnten Domänenstreifens 3 umgekehrt wird. Daher wird das freie Ende des Domänenstreifens 3 in die ursprüngliche Lage zurückgezogen, nämlich bis zu der an der rechten Ionenimplantationsschicht 15 _. gelegenen Potentialmulde, wobei ein Blochlinienpaar er-

zeugt wird.

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Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann das Blochlinienpaar entlang der Domänenwand des Domänenstreifens 3 dadurch verschoben werden, daß an dem ganzen magnetischen c Granatfilm 2 ein vertikales Impulsmagnetfeld erzeugt wird, wodurch eine kontinuierliche Aufzeichnung ermöglicht wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel , ~ werden die Abtastlichtstrahlen von der Seite des Substrats her aufgestrahlt. Die Abtastlichtstrahlen können jedoch auch von der Seite des magnetischen Granatfilms 2 her aufgebracht werden, wobei auch verschiedenerlei andere Abwandlungen vorgenommen werden können. Ferner können unter Anwendung der vorangehend beschriebenen

herkömmlichen Anordnung mit Abtastlichtstrahlen Blasen erzeugt werden und es kann der Abstand zwischen dem Domänenstreifen und dem Leiterstreifen gesteuert werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird 20

durch die Verwendung eines optischen Abtastsystems die Bitrate bei der Aufzeichnung verbessert. Das optische Abtastsystem enthält jedoch eine lichtquelle wie eine Laserlichtquelle, einen optischen' Polarisator, bei dem _o_ ein elektrooptischer Effekt, ein akustisch-optischer Effekt oder ein magnetooptischer Effekt genutzt wird, oder einen mechanischen optischen Polarisator wie einen Polygonalspiegel, sowie eine Fokussierlinse. Dieses System ermöglicht eine Lichtabtastung eines Blochlinien-

speichers mit einer Vielzahl streifenförmiger magneti-30

scher Domänen sowie eine schnelle Eingabe von Daten in der Form von Blochlinienpaaren mit den Eingabesignalen entsprechenden optischen Signalen.

Die schnelle bzw. Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnung wird 35

durch das Bilden eines Temperaturgradienten nahe den

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freien Enden der streifenförmigen magnetischen Domänen erreicht, wodurch Blochlinienpaare gebildet werden. Die Vorrichtung nach Fig. 4 stellt ein Beispiel dar; der Film 2 kann mit einer Vielzahl paralleler Lichtstrahlen bestrahlt werden, die der Anzahl der streifenförmigen magnetischen Domänen entspricht.

Das Verfahren zum Errichten des Temperaturgradienten in dem magnetischen Film kann anstelle des bei dem vorste-. hend beschriebenen Ausführungsbeispiel angewandten optischen Verfahrens ein anderes Verfahren angewandt werden. D.h. es kann beispielsweise an der Stelle der Punktabbildung der Abtaststrahlen ein Heizwiderstand aufgebracht c werden, der an eine Stromquelle angeschlossen wird. Durch die von dem Heizwiderstand erzeugte Joulesche Wärme wird der Temperaturgradient gebildet. Die Blochlinienpaare können statt dem Verfahren des Zurückziehens unter Verwendung eines Leiterstreifens nach einem anderen Zurückziehungsverfahren geformt werden.

Die Fig. 7(A) und 7(B) zeigen jeweils einen anderen Aufbau einer Potentialmulde für das Stabilisieren einer streifenförmigen magnetischen Domäne. In einem magnetischen Granatfilm 2 wird eine Ionenimplantationsschicht 15 ausgebildet, während andererseits auf dem Film 2 ein Permalloy-Muster 16 ausgebildet wird. Ein Domänenstreifen 3 wird normalerweise nach einem Verfahren stabilisiert, bei dem ein Muster dünner Linien eines magnetischen Films gebildet wird, oder nach einem Verfahren, bei dem längs des Domänenstreifens 3 die Oberfläche eines magnetischen Granatfilms bis zu einer geringen Höhe eingeritzt wird. Der Domänenstreifen 3 muß auch nach der Erweiterung und dem Zurückziehen stabilisiert werden.

Bei dem in Fig. 7(A) gezeigten Beispiel wird durch das

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Permalloy-Muster 16 eine Potentialmulde gebildet. Der erweiterte Domänenstreifen 3 wird unterhalb des Permalloy-Musters 16 festgehalten. Nach Fig. 7(B) wird die in den magnetischen Granatfilm 2 eingebrachte Ionenimplantationsenergie zu dem Domänenstreifen 3 hin so verändert, daß sich durch die Änderung des Zustands der Ionenimplantationsschicht '15 ein gemäßigter Gradient hinsichtlich der Potentialmulde ergibt. Durch die Potentialmulde in dem Film 2 wird die Erweiterungs- oder Zurückziehungslage des Domänenstreifens 3 stabilisiert, wobei dadurch auch der Domänenstreifen 3 erweitert werden kann. Es ist anzumerken, daß die Potentialmulde nicht immer erforderlich ist und daß die streifenförmige magne-

,.. tische Domäne auch mit anderen Mitteln stabilisiert Ib

werden kann.

Die Fig. S, 9 und 10 sind Darstellungen zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wiedergabe aus einem Blochlinienspeicher. Die Fig. 8 zeigt einen Zustand

eines Domänenstreifens bei dem Erfassen eines Blochlinienpaars, die Fig. 9 zeigt den Aufbau eines optischen Systems zum Erfassen eines Blochlinienpaars und die Fig. 10 zeigt ein Ausgangssignal eines bei diesem Verfahren

__ verwendeten Fotodetektors. Zur Bezeichnung gleicher Teile 25

wie in den Fig. 1 bis 4 sind in den Fig. 8, 9 und 10 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Eine Lichtquelle 11 ist durch einen Halbleiterlaser oder eine Leuchtdiode gebildet. Eine Kollimatorlinse 12 setzt das aus der Lichtquelle 11 divergierend austretende Licht in parallele Strahlen um. Eine Fokussierlinse 10 fokussiert die aus einer Polarisierplatte 17 austretenden Strahlen, um damit an einer vorbestimmten Stelle einer streifenförmigen magnetischen Domäne bzw. eines Domänenstreifens 3 einen Lichtpunkt 21 zu formen. Eine Fokussierlinse 18 fokussiert das 35

durch einen Analysator 19 durchgelassene Licht auf einem

Fotodetektor 20. Der Fotodetektor 20 erzeugt ein Ausgangssignal 22, wenn in dem Lichtpunkt 21 ein Paar von Blochlinien 8 erfaßt wird, und ein Ausgangssignal 23, wenn kein derartiges Blochlinienpaar in dem Lichtpunkt 21 vorhanden ist.

Nach Fig. 8 wird an einem-magnetischen Granatfilm 2 wie beispielsweise aus " (YSmLuCaK(FeGe)-O₁₇ oder

-^q (YSmLuGd)-(FeGa)₅O₁2 ^eiⁿ nach unten gerichtetes vertikales Vormagnetisierungsfeld HB (in der zur Zeichnungsebene senkrechten Richtung) erzeugt, um eine streifenförmige magnetische Domäne bzw. einen Domänenstreifen 3 zu bilden. In den Domänenstreifen 3 umgebenden Domänenwänden

,c 7 sind Blochlinien 8 gebildet. Auf dem Film 2 werden zwei Leiterstreifen 4 derart ausgebildet, daß von ihnen mindestens eine Blochlinie 8 umfaßt wird. Die Blochlinien 8 werden du-rch die Potentialmulden auf stabile Weise zwischen den Leiterstreifen 4 gehalten. Wenn über die

_on Leiterstreifen 4 in den durch die Pfeile dargestellten Richtungen Ströme geleitet werden und die Richtungen der durch die Ströme induzierten Magnetfelder die gleichen wie die Magnetisierungsrichtungen des Domänenstreifens 5 sind, werden die zwischen den beiden Leiterstreifen 4

„,- eingeschlossenen Domänenwände nach außen versetzt. Kenn jedoch die Stromrichtungen zu den in Fig. 8 gezeigten entgegengesetzt sind, werden die Domänenwände zwischen den Leiterstreifen 4 nach innen verschoben.

_ Nach Fig. 9 wird das von der Lichtquelle 11 divergierend U

abgegebene Licht durch die Kollimatorlinse 12 in parallele Lichtstrahlen umgesetzt, die mit der Polarisierplatte 1 7 linear polarisiert werden. Danach wird mit der Fokussierlinse 10 an einer vorbestimmten Stelle der magnetischen Domäne der in Fig. 8 gezeigte Lichtpunkt 21 gebildet. An den durch den magnetischen Granatfilm 2 und

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das Substrat 1 durchgelassenen Lichtstrahlen wird durch den Faraday-Effekt infolge der Magnetisierung des Domänenstreifens 3 die Polarisationsebene gedreht. Der Winkel der Drehung der Polarisationsebene ist zu der Stärke der Magnetisierung des Domänenstreifens 3 proportional. Die durchgelassenen Lichtstrahlen durchlaufen den Analysator 19 und fallen über die Fokussierlinse 18 auf den Fotodetektor 20. Ein Ausgangssignal des Fotodetektors 20 hängt von dem Ausmaß der Magnetisierung oder der magnetisierten Fläche des Domänenstreifens 3 ab. Falls daher die den Leiterstreifen 4 zugeführten Ströme sinusförmig geändert werden, ändert sich auch das Ausgangssignal des Fotodetektors 20 sinusförmig. Falls zwischen den beiden Leiterstreifen 4 eine Blochlinie 8 liegt, wird bei dem Schwingen der Domänenwände 7 das Wandintervall geringer als derjenige in dem Fall, daß zwischen den beiden Leiterstreifen 4 keine Blochlinie liegt. Daher ist in dem ersteren Fall die gegen eine Bewegung der Domänenwand

wirkende Dämpfungskraft größer. Infolgedessen sind wegen Zu

der hohen magnetischen Trägheit die Flächenänderungen des Domänenstreifens 3 gering. Verglichen mit dem Fall, daß zwischen den Leiterstreifen 4 keine Blochlinie liegt, sind die Schwingungen des Ausgangss-ignals des Fotodetektors 20 gering. Gemäß der Darstellung in Fig. 10 werden 25

bei dem Vorliegen der Blochlinie und bei dem Fehlen der Blochlinie zwischen den Leiterstreifen jeweils voneinander verschiedene Ausgangssignale erzielt. Auf diese Weise kann das Vorliegen oder Fehlen der Blochlinie ermittelt

werden.
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Da unter Anwendung dieses Verfahrens das Blochlinienpaar auf direkte Weise erfaßt werden kann, kann eine schnelle bzw. Hochgeschwindigkeits-Erfassung vorgenommen werden.

Da es nicht erforderlich ist, den Domänenstreifen zu 35

unterbrechen, können die den Leiterstreifen zuzuführenden

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Ströme verringert werden.

Die Fig. 11 und 12 zeigen Anwendungsbeispiele für das Verfahren gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Fig. 11 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Blochlinienspeichers mit einer Vielzahl von streifenförmigen magnetischen Domänen bzw. Domänenstreifen. Die Fig. 12 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines optischen Erfassungssystems für den in Fig. 11 gezeigten Blochlinienspeicher. In den Fig. 11 und 12 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ein optischer Polarisator 13 kann ein akustisch-optischer Polarisator oder ein elektrisch-optischer Polarisator sein.

Unter Verwendung des in Fig. 12 gezeigten optischen Erfassungssystems wird eine Vielzahl von Domänenstreifen 5 an vorbestimmten Stellen kontinuierlich mit dem Abtast-

_on licht von der Seite eines Substrats 1 her bestrahlt. Die 20

schnelle Wiedergabe aus dem Blochlinienspeicher erfolgt nach dem gleichen Erfassungsprinzip wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Blochlinien in den Domänenwänden 7 können aufeinanderfolgend durch das Erzeugen eines vertikalen Impulsmagnetfelds an dem ganzen Speicher übertragen werden. Das optische System kann eine Vielzahl von Paaren aus Leuchtelementen und Lichtempfangselementen enthalten.

Die Fig. 13 zeigt eine weitere Maßnahme zum Ändern einer 30

vorbestimmten Fläche einer magnetischen Domäne. Gleiche Teile wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind in der Fig. 13 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Fläche der magnetischen Domäne wird

durch den optisch-thermischen Effekt geändert. Wenn ein 35

magnetischer Granatfilm 2 nach dem gleichen Verfahren wie

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bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel mit linear polarisierten Lichtstrahlen bestrahlt wird, wird dadurch die Temperatur an dem bestrahlten Bereich bzw. dem Lichtpunkt 21 angehoben. Die Breite eines Domänenstreifens 3 an dem bestrahlten Bereich ändert sich in Abhängigkeit von den Temperatureigenschaften des Materials des Films 2. Wenn die Lichtstärke einer Lichtquelle wie eines Halbleiterlasers zeitlich geändert wird, kann -^q damit im zeitlichen Ablauf die Fläche des Domänenstrei-. fens geändert werden. Bei diesem Verfahren sind keine Leiterstreifen erforderlich. Daher kann der Aufbau des Speichers vereinfacht und der Leistungsverbrauch verringert werden.

Die Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die einen weiteren Aufbau eines Blochlinienspeichers zeigt. Auf einem magnetischen Granatfilm 2 wird durch Ablagerung oder dergleichen ein Lichtreflexionsfilm 24 ausgebildet. An dem auf diese Weise gestalteten Blochlinienspeicher kann ein Blochlinienpaar nach dem Verfahren gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines in Fig. 15 gezeigten optischen Systems erfaßt werden.

In der Fig. 15 sind mit Ausnahme eines Strahlenteilers 25 zum Bezeichnen gleicher Teile vie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Lichtstrahlen aus einer Lichtquelle 11 werden mit einer Kollimatorlinse 12 in parallele _ Lichtstrahlen umgesetzt. Danach werden die Lichtstrahlen mit einer Polarisierplatte 17 linear polarisiert. Die Lichtstrahlen aus der Polarisierplatte 17 werden durch den Strahlenteiler 25 durchgelassen und auf eine vorbestimmte Stelle eines Domänenstreifens 3 gerichtet, der in

__ einem magnetischen Granatfilm 2 ausgebildet ist. Die 35

einfallenden Lichtstrahlen, die entsprechend dem Vorhan-

densein oder Fehlen eines Blochlinienpaars moduliert werden, werden durch den Lichtreflexionsfilm 24 reflektiert und in modulierter Form auf dem Einfall-Lichtweg zurückgeführt. Auf diese Weise werden die Lichtstrahlen zwei Faraday-schen Drehungen unterzogen. Der optische Weg der durch eine Fokussierlinse 10 in parallele Lichtstrahlen umgesetzten reflektieften Lichtstrahlen wird durch den Strahlenteiler 25 umgelenkt. Auf diese Weise werden ,Q die Lichtstrahlen über einen Analysator 19 und eine . Fokussierlinse 18 geleitet, wonach sie auf einen Fotodetektor 20 treffen. Bei dieser Anordnung ist durch die beiden Faraday-schen Drehungen das Nutzsignal/Störsignalbzw. S/N-Verhältnis verbessert.

Die Fig. 16(A) bis 16(C) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für das ' Verfahren zur Wiedergabe aus einem BlochlinieTispeicher. Im einzelnen sind die Fig. 16(A) eine Draufsicht auf einen Blochlinienspeicher, die Fig. 16(B) eine Schnittansicht desselben und die Fig. 16(C) eine Seitenansicht desselben. Elektroden 26 dienen zum Erfassen einer Kapazität. An einer vorbestimmten Stelle auf einem magnetischen Granatfilm 2.ist ein magnetostriktives Material 27 angebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche Teile wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Infolge eines durch das Zuführen von Strömen zu Leiter-

streifen 4 erzeugten Magnetfelds schwingen Domänenwände 7 30

zwischen den Leiterstreifen 4 mit entsprechend den Änderungen der den Leiterstreifen 4 zugeführten Ströme unterschiedlichen Amplituden. Dadurch ändert sich die Fläche eines zwischen den Leiterstreifen 4 eingefaßten Domänen-

_ Streifens 3, so daß sich die Verteilung des magnetischen 35

Felds entsprechend der Darstellung durch die gestrichel-

-24- DE 5357

ten Pfeile in Fig. 16(C) ändert. Dadurch ändert sich die Verteilung eines an dem magnetostriktiven Material 27 zwischen den Elektroden 26 anliegenden magnetischen Felds, wodurch sich entsprechend den Änderungen des effektiven Abstands zwischen den Elektroden 26 die Kapazität ändert. Durch das Erfassen derartigen Kapazitätsänderungen kann das Vorliegen oder Fehlen eines Blochlinienpaars ermittelt werden. Da nach diesem Verfahren nicht die Notwendigkeit besteht, ein Blochlinienpaar . durch das Bilden einer Blase zu erfassen, kann eine schnelle Erfassung vorgenommen werden, wobei kein optisches . System wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erforderlich ist. Es kann ein optisches System mit einfachem Aufbau eingesetzt werden.

Da bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Flächendifferenz (Magnetfeldänderung) eines vorbestimmten Bereichs einer magnetischen Domäne erfaßt wird, die von dem Vorliegen oder Fehlen eines Blochlinienpaars abhängig ist, müssen nicht wie bei herkömmlichen Speichern Magnetblasen benutzt werden, so daß eine schnelle Wiedergabe bzw. ein schnelles Auslesen vorgenommen werden kann. Wenn ferner linear polarisierte Lichtstrahlen aufgestrahlt werden, die durch lineares Polarisieren von Laserstrahlen erhalten werden, und eine Differenz des Drehwinkels der Polarisationsebene erfaßt wird, kann der Aufbau des Speichers vereinfacht werden. Durch die Laserstrahlabtastung einer Vielzahl von Domänenstreifen mittels einer bestimmten Vorrichtung kann die Wiedergabe-30

Bitrate beträchtlich verbessert werden.

Das bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eingesetzte optische Erfassungssystem stellt nur ein

Beispiel dar; es muß eine optische Erfassungsvorrichtung 35

mit einer Gestaltung gewählt werden, die für eine

-25- DE 5357

bestimmte eingesetzte Speichervorrichtung geeignet ist.

Die Fig. 17 ist eine Darstellung, die schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zur Ausführung eines weiteren Wiedergabeverfahrens für einen Blochlinienspeicher zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung einen Halbleiterlaser 11, eine Fökussierlinse 10, eine Kollimatorlinse 12, eine Fökussierlinse 18, einen optischen ^q Polarisator 13 und einen Fotodetektor 20. Ferner weist • die Vorrichtung ein Rutil-Prisma 28 auf. Die von dem Halbleiterlaser 11 abgegebenen Laserstrahlen werden durch die Kollimatorlinse 12 in parallele Lichtstrahlen umgesetzt und mit dem Polarisator 13 polarisiert. Die aus dem

, r- Polarisator 13 austretenden Lichtstrahlen überstreichen Ib

durch die Fökussierlinse 10 hindurch die von der Mitte abgelegenen bzw. freien Enden einer Vielzahl von streifenförmiges magnetischen Domänen bzw. Domänenstreifen, die in einem magnetischen Granatfilm 2 ausgebildet sind.

_on Entlang den jeweiligen Domänenstreifen werden in dem Film 2 Wellenleiterkanäle ausgebildet. Die einfallenden Lichtstrahlen treten durch die Wellenleiterkanäle hindurch, wonach mit den Lichtstrahlen die in dem jeweiligen Domänenstreifen in Form eines Blochlinienpaars gespeicherten

_2S- Daten gemäß einer physikalischen Änderung der einfallenden Lichtstrahlen, nämlich der Drehung der Polarisationsebene ausgelesen werden. Danach treten die Lichtstrahlen über das Rutil-Prisma 28 aus dem Film 2 heraus und werden von dem Fotodetektor 20 aufgenommen. Das Verfahren für

das Erfassen eines Blochlinienpaars wird ausführlich 3U

anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines magnetischen Granatfilms mit einer streifenförmigen magnetischen Domäne. Die Fig. 19 ist eine Draufsicht auf den 35

Film. Gleiche Teile wie bei den vorstehend beschriebenen

BAD ORfGINAL

_;^42279

Ausführungsbeispielen sind mit Ausnahme einfallender Lichtstrahlen 29 und einer Nut 30 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Gemäß Fig. 18 ist die Nut 30 g durch Ionenfräsen um jeden Domänenstreifen 3 herum ausgebildet. Streifenförmige magnetische Domänen bzw. Domänenstreifen 31 und 32 sind.in Wellenleiterkanälen gebildet, die von den Nuten 30 umgeben sind. Daher beträgt bei der Verwendung eines magnetischen Granatfilms,in dem 2 pm

,Q breite Domänenstreifen 31 und 32 ausgebildet sind, die Breite der Wellenleiterkanäle gleichfalls ungefähr 2 pm. Es ist anzumerken, daß die Breite der Wellenleiter niemals geringer als diejenige der Domänenstreifen 31 und 32 ist. Nach Fig. 19 hat der durch die Wellenleiterkanäle begrenzte Domänenstreifen 31 an seinem freien Ende eine Blochlinie, während der Domänenstreifen 32 keine Blochlinie hat. Die Pfeile in Fig. 19 geben die Richtung der mittigen Magnetisierung an. Domänenwände 7 des Domänenstreifens 31 mit einer Blochlinie 8 haben Magnetisierun-

_ΟΛ gen in der gleichen Richtung, während Domänenwände 71 des Domänenstreifens 32 ohne eine Blochlinie Magnetisierungen in einander entgegengesetzten Richtungen haben. Da die Fortpflanzungsrichtung der in dem Wellenführungskanal geführten Laserstrahlen 29 zu der Magnetisierungsrichtung

„f. senkrecht ist, erfolgt keine Drehung der Polarisationsebene der Laserstrahlen 29. Die Laserstrahlen 29 unterliegen jedoch dem Faraday-Effekt durch die Domänenwände 7 und 71, so daß die Polarisationsebene gedreht wird. Wenn sich die Laserstrahlen 29 in dem Wellenleiterkanal als _n TE-Wellen fortpflanzen, wird infolge der gleichen Phasen-

verschiebungen der Faraday-Drehung durch die Magnetisierungen der einander gegenüberstehenden Domänenwände die Polarisationsebene gedreht und eine TM-Komponente erzeugt. Da sich jedoch im Falle des Domänenstreifens 32

__ die Richtung der Faraday-Drehung in entgegengesetzten

Phasen an den einander gegenüberliegenden Domänenwänden

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• *

* ν * ί⁵ * · W * GTO

-27- DE

ändert, wird die Polarisationsebene nicht gedreht und keine TM-Komponente erzeugt. Daher wird eine Strecke L in dem Wellenleiter derart gewählt, daß die Polarisationsebene der einfallenden Lichtstrahlen 29 unter der Bedingung, daß keine weitere Blochlinie in dem Abstand von dem freien Ende des Domänenstreifens 31 bzw. 32 bis zu dem Ort des Rutil-Prismas 28,- nämlich in dem Wellenleiter vorhanden ist, eine Faraday-Drehung um einen vorbestimm-₁₍-j ten Winkel erfährt. Wenn beispielsweise eine Drehung um 90° erzielt werden soll, wird für einen magnetischen Granatfilm mit einem Faraday-Drehungswinkel von 20Ό0°/cm eine Strecke L von 45 μπι gewählt.

Die Fig. 20 veranschaulicht ein Prinzip bei der Erfassung von aus dem Film 2 austretenden Lichtstrahlen 35. Die Lichtstrahlen 35 enthalten eine TE-Welle 33 und eine TM-Welle 3.4. Nachdem die Lichtstrahlen sich auf die vorstehend beschriebene Weise durch den Domänenstreifen 31 oder 32 hindurch fortgepflanzt haben und entsprechend dem

Vorhandensein oder Fehlen der Blochlinie 8 moduliert wurden, treten sie über das Rutil-Prisma 28 aus dem Film 2 heraus. Die TE-Welle 33 und die TM-Welle 34 werden durch die Doppelbrechung des Rutil—Prismas 28 vollständig _OK voneinander getrennt (nTE = 2,903, nTM = 2,616). Wenn daher von dem Fotodetektor nur die TM-Welle 34 aufgenommen wird, kann damit ein Datenwert über das Vorhandensein oder Fehlen der Blochlinie erzielt werden. Bei der vorstehend beschriebenen Gestaltung werden für den Domänenstreifen mit einer Blochlinie ungefähr 101 des austretenden Lichts in die TM-Welle umgesetzt. Wenn in einen Kanalwellenleiter mit 250 Domänenstreifen mit der Breite von 2 μπι durch Laserstrahlen unter einer Abtastungsfrequenz von 100 kHz eine TE-Welle eingeleitet wird und die

für das Obertragen eines Blochlinien-Bits bei dem Errich-35

ten einer vertikalen Vormagnetisierung an dem ganzen

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• · » β

-28- DE

Speicher erforderliche Zeit zu 1 ps angenommen wird, beträgt die Wiedergabe-Bitrate ungefähr 23 MBit/s. Diese Wiedergabe-Bitrate ist im Vergleich zu der bei dem herkömmlichen Verfahren erzielten Bitrate von 1 MBit/s sehr hoch.

Die Fig. 21 zeigt eine weitere Gestaltung eines optischen Erfassungssystems mit einem Gitterkoppler 36 und einem Analysator 19. Bei dieser Anordnung wird der Gitterkoppler 36 zum Herausführen der Wellenleiter-Lichtstrahlen aus einem magnetischen Granatfilm 2 verwendet. Das austretende Licht, das eine TE-Welle 33 und eine TM-Welle 34 enthält, wird über den Analysator 19, der die gleiche Polarisationsrichtung wie die TM-Welle hat, mittels einer Fokussierlinse 18 auf der Aufnahmefläche eines Fotodetektors 20 fokussiert·. Daher empfängt der Fotodetektor 20 nur die TM-Welle, wodurch nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip das Vorhandensein oder Fehlen der Blochlinie

„₀ ausgelesen bzw. ermittelt werden kann.

Die Fig. 22 zeigt eine andere Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Wiedergabeverfahrens für einen Blochlinienspeicher. Die Anordnung enthält einen Prismenkopp-

„e ler 281 zum Zuleiten von Lichtstrahlen zu einem jeweils von einem Wellenleiter begrenzten Domänenstreifen. Die von einem Halbleiterlaser 11 abgegebenen Laserstrahlen werden über eine Fokussierlinse bzw. Kollimatorlinse 12 auf einen optischen Polarisator 13 gerichtet. Die Laserstrahlen werden durch den Polarisator 13 polarisiert und

über eine Fokussierlinse 10 an einer vorbestimmten Stelle zur Abtastung auf den Prismenpolarisator bzw. Prismenkoppler 281 gerichtet. Der Prismenkoppler 281 leitet die Laserstrahlen zu einem einem jeweiligen Domänenstreifen __ entsprechenden Wellenleiter weiter. Mit den Lichtstrahlen werden aus der Modulation derselben durch die Drehung der

Polarisationsebene die in der Domänenwand der streifenförmigen magnetischen Domäne bzw. des Domänenstreifens gespeicherten Daten ausgelesen. Die Lichtstrahlen werden g dann an der Stirnfläche des magnetischen Granatfilms 2 ausgegeben und über die Fokussierlinse 18 und den Analysator 19 von einem Fotodetektor 20 aufgenommen.

Die Fig. 23 zeigt die Gestaltung eines optischen Erfas-,Q sungssystems. Bei dieser Anordnung ist das Verfahren für das Zuleiten von Laserstrahlen zu einem jeweiligen Domä-. nenstreifen das gleiche wie bei dem in Fig. 22 gezeigten Ausführungsbeispiel. Aus einem Domänenstreifen 31 oder 32 werden Lichtstrahlen 38 abgegeben. Eine Dünnfilm-Linse 37 _K kann eine scheibenförmige "Diodisk"-Linse oder dergleichen sein. Die Lichtstrahlen 38, mit denen die Daten aus dem Domänenstreifen 31 oder 32 ausgelesen wurden, werden von der in dem magnetischen Granatfilm 2 ausgebildeten Dünnfilm-Linse 37 auf einem Fotodetektor 20 fokussiert, der an dem Blochlinienspeicher angebracht ist. Zwischen den Fotodetektor 20 und den Blochlinienspeicher ist der Analysator 19 eingefügt. Durch den Analysator 19 wird der von dem Fotodetektor 20 aufgenommene Anteil der Lichtstrahlen 38 ausgewählt. Bei diesem Ausführungsbeispiel _nc kann eine Blochlinie mittels eines kompakten Aufbaus erfaßt werden.

Nach Fig. 23 werden der Speicher und der Detektor als eine gemeinsame Einheit ausgebildet. Es können jedoch auch der Speicher und eine Lichtquelle wie ein Halbleiterlaser als eine Einheit ausgebildet werden. Zum Modulieren von Lichtstrahlen in einem Wellenleiter durch die Magnetisierung in den Domänenwänden muß eine vorbestimmte Wellenleiterstrecke gewährleistet sein. Daher muß eine Potentialmulde in einem vorbestimmten Abstand von dem von der Mitte abliegenden bzw. freien Ende einer streifenför-

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raigen magnetischen Domäne liegen, um die Blochlinie in einer Domänenwand einzufangen (bzw. zu stabilisieren).

κ Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die durch linear polarisierte Lichtstrahlen wie Laserstrahlen gebildeten Lichtstrahlen zur Erfassung einer Blochlinie auf das freie Ende einer streifenförmigen magnetischen Domäne gerichtet, die einen Teil'eines Speichers bildet. Die der

·, Q Magnetisierung in den Domänenwänden an dem freien Ende entsprechende Änderung des Zustands der Lichtstrahlen wird erfaßt, um damit das Vorhandensein oder Fehlen einer Blochlinie zu ermitteln. Gemäß der vorstehenden Beschreibung sind beim Fehlen einer Blochlinie die Magnetisierungen in den einander gegenüberliegenden Domänenwänden, die

die magnetische Domäne umfassen, durch die hindurch sich die Lichtstrahlen fortpflanzen, einander entgegengesetzte Richtungen-. Daher heben sich die Drehungen der Polarisationsebene der Lichtstrahlen gegenseitig auf, so daß die

austretenden Lichtstrahlen die gleiche Polarisierrichtung zu

wie die eintretenden Lichtstrahlen haben. Wenn an dem freien Ende der streifenförmigen magnetischen Domäne eine einzelne Blochlinie vorhanden ist, _m sind die Magnetisierungen der die magnetische Domäne 'einfassenden Domänen-„_ wände zueinander parallel und in die gleiche Richtung gerichtet. Daher treten die Lichtstrahlen aus, nachdem durch den Faraday-Effekt eine Drehung der Polarisationsebene erfolgt ist. Das Vorhandensein oder Fehlen einer Blochlinie kann dadurch ermittelt werden, daß nach einem vorbestimmten Verfahren zwei Austrittslichtkomponenten voneinander gesondert und erfaßt werden. Das vorbestimmte Verfahren besteht in diesem Fall darin, daß beispielsweise gemäß der Beschreibung bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen ein Material mit Doppelbrechung oder eine

Polarisationsplatte eingefügt wird.
35

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Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeverfahren für Blochlinienspeicher eine optische Vorrichtung zum Bilden und zum Erfassen einer Blochlinie verwendet. Auf diese Weise wird der Aufbau des Speichers vereinfacht, wobei berührungslos ein Aufzeichnen bzw. Einschreiben und ein Wiedergeben bzw. Auslesen mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden kann. Wie aus den vorstehend beschriebe-

^O nen Ausführungsbeispielen ersichtlich ist, sind Laserstrahlen besonders zweckdienlich. Daher wird ein völlig neuartiges Verfahren zum Bilden oder Erfassen von Blochlinien dadurch geschaffen, daß die kompakte Bündelung, die hohe Energie sowie die magnetischen und Polarisa-

,c tions-Eigenschaften von Laserstrahlen genutzt werden. Ferner wird an einem Speicher großer Kapazität mit einer Vielzahl von streifenförmigen magnetischen Domänen eine Abtastung - mit Lichtstrahlen vorgenommen, um die Bitrate zu verbessern.

Es wird ein Verfahren zum Aufzeichnen in einem Blochlinienspeicher und/oder zum Wiedergeben aus demselben angegeben, bei dem Lichtstrahlen zu der^Umgebung eines freien Endes einer magnetischen Domäne, die zum Ausbilden einer Blochlinie in derselben geeignet ist, oder auf eine Verlängerungslinie derselben gestrahlt oder geleitet werden.

- Leerseite

Claims (11)

Tedtke-Bohunq-Κι*!«-.Qbups S,SSepa lfc, Pellmann - Grams ^Swuif- S*:££™!l Γ Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: O 89 - 537377 cable: Germaniapatent München 29. November I985 DE 5357 Patentansprüche

1.. Verfahren zum Aufzeichnen in einem Blochlinienspeicher und/oder zum Wiedergeben aus demselben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtstrahl auf die Umgebung eines von der Mitte abgelegenen Endes einer magnetischen Domäne, die zum Ausbilden einer Blochlinie in derselben geeignet ist, oder auf eine Verlängerungslinie derselben gestrahlt oder geleitet wird.

2. Verfahren zum Aufzeichnung in einem Blochlinienspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebung eines von der Mitte abgelegenen freien Endes einer magnetischen Domäne, die zum Ausbilden einer Blochlinie in derselben geeignet ist, oder eine Verlängerungslinie derselben mit einem Lichtstrahl bestrahlt wird, um dadurch das freie Ende der magnetischen Domäne in die Nähe einer Bestrahlungsstelle zu bewegen, und daß das freie Ende in der Nähe der Bestrahlungsstelle auf im wesentlichen die ursprüngliche Lage zurückgezogen wird, um eine Blochlinie in der Nachbarschaft des freien Endes der magnetischen Domäne zu bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Lichtstrahlen unter Ein- und Ausschalten gemäß einem Aufzeichnungssignal eine Vielzahl von in

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einer Aufreihungsrichtung aufgereihten Speichern abgetastet wird, wobei die magnetische Domäne Streifenform hat.

4. Verfahren zum Wiedergeben aus einem Blochlinien-

speicher, dadurch gekennzeichnet, daß polarisierte Lichtstrahlen auf einen vorbestimmten Domänenbereich einer magnetischen Domäne gestrahlt werden, der ein

,Q Blochlinienpaar enthält, das ein den vorbestimmten Domä-• nenbereich bildendes Paar von Domänenwänden verschoben wird und daß eine Änderung der Polarisationsebene der zumindest einmalig durch den vorbestimmten Domänenbereich durchgelassenen polarisierten Lichtstrahlen erfaßt wird,

, _c wodurch das Vorhandensein oder Fehlen eines Blochlinienpaars in dem Paar von Domänenwänden ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben des Paars von Domänenwänden eine

_on örtliche Magnetfeldänderung in dem vorbestimmten Domänenbereich hervorgerufen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4,« dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben des Paars von Domänenwänden der

_oc vorbestimmte Domänenbereich mit Lichtstrahlen bestrahlt wird, die zeitlich hinsichtlich der Intensität moduliert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-

net, daß bei dem Bestrahlen mit den polarisierten Licht-30

strahlen mit diesen jeweils ein vorbestimmter Domänenbereich einer Vielzahl aufgereihter streifenförmiger magnetischer Domänen in der Aufreihungsrichtung abgetastet wird.

8. Verfahren zum Wiedergeben aus einem Blochlinien-

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speicher, dadurch gekennzeichnet, daß polarisierte Lichtstrahlen in einen magnetischen Film geleitet werden, der eine magnetische Domäne bildet, in der von einer vorbestimmten Stelle derselben weg eine Blochlinie gebildet ist, daß die polarisierten Lichtstrahlen in der magnetischen Domäne in deren Längsrichtung weitergeleitet werden und daß der Zustand'der polarisierten Lichtstrahlen erfaßt wird, deren Polarisationsebene sich entsprechend dem Vorhandensein oder Fehlen einer Blochlinie an einem von der Mitte entfernten freien Ende der magnetischen Domäne geändert hat, und damit das Vorhandensein oder Fehlen der Blochlinie ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einleiten der polarisierten Lichtstrahlen kontinuierlich jeweils eine vorbestimmte Stelle einer Vielzahl aufreihter streifenförmiger magnetischer Domänen so bestrahlt wird, daß die Lichtstrahlen auf jede streifenförmige magnetische Domäne treffen.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln des Vorhandenseins oder Fehlens der Blochlinie der Polarisationszustand der aus einem Doppelbrechungsprisma austretenden polarisierten Lichtstrahlen erfaßt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln des Vorhandenseins oder Fehlens der Blochlinie die Menge von durch einen Analysator

hindurchtretenden Lichtstrahlen erfaßt wird.