DE3706318A1 - Verfahren zum direkten ueberschreiben von digitalen daten, die auf magneto-optischen aufzeichnungsmedien aufgezeichnet sind - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Verändern von auf­ gezeichneten Daten und insbesondere auf ein Verfahren zur direk­ ten Überschreibungsänderung von digitalen Daten, die auf einem magneto-optischen Aufzeichnungsmedium gespeichert sind.

Es ist bekannt, jedes binäre Informationsbit in einem digitalen Datenstrom in einem zugeordneten Bereich einer sequentiellen Vielzahl von Bereichen zu speichern, die in magnetischen Spei­ chermedien gebildet sind. Es sind zwar viele verschiedene Arten von magnetischen Medien bisher verwendet worden, wozu plattier­ te Drähte, toroidförmige Kerne, Bänder und so weiter gehören, aber das hier interessierende Medium für eine hohe Informations­ dichte ist eine dünne Filmschicht aus einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial, beispielsweise amorphe Legierungen von Terbiumkobalt (TbCo), Gadoliniumterbiumkobalt (GdTbCo) und ähn­ liche Materialien, wobei bei diesen Legierungen der binäre Wert eines gespeicherten Informationsbits ermittelt werden kann durch Analysieren der Wirkung von jedem Datenspeicherbereich, wenn ein Lichtbündel von der Oberfläche dieses Aufzeichnungs­ schichtbereiches reflektiert wird. Da diese ferrimagnetischen Materialien eine hohe Coerzitivkraft bei Raumtemperaturen und eine kleine Coerzitivkraft bei höheren Temperaturen haben, kann eine Erwärmung eines kleinen Bereiches von irgendeinem dieser Materialien "geschrieben" werden als eine resultierende Magne­ tisierung, die nicht nur im wesentlichen senkrecht zur Oberflä­ che des Filmes ist, sondern sie wird auch in der Richtung pa­ rallel zu der Richtung gebildet, in der ein äußeres (Vorspann-) Magnetfeld zu der Zeit gerichtet war, als der jeweilige Bereich erhitzt wurde und anschließend abkühlen konnte. Es ist auch be­ kannt, die Richtung des externen Feldes zu ändern, um die zu speichernden Daten zu kodieren, und um die zuvor gespeicherte Information zu ändern durch erneutes Erwärmen des Filmbereiches, während ein externes Vorspann-Magnetfeld in der gewünschten (entgegengesetzten) Richtung durch den Bereich vorhanden ist. Jedoch kann die Geschwindigkeit, mit der das externe Feld umge­ kehrt werden kann, bisher nicht so schnell gemacht werden, wie dies erwünscht ist. Diese Form von Speichermedien hat zwar erstens eine ausreichende Datendichte für die Speicherung von Gigabits von Information auf jeder Scheibe und hat zweitens eine kurze Zeit für den Zugriff zu den zuvor gespeicherten Daten, aber sie gestattet nicht, daß die gespeicherten Daten bei jeder Geschwindigkeit nahe derjenigen Geschwindigkeit verändert werden können, mit der gespeicherte Daten aus der Speicherscheibe aus­ gelesen werden können. Für die allgemeine Anwendung sollte eine Datenspeichereinrichtung in der Lage sein, mit der gleichen hohen Geschwindigkeit Daten zu schreiben, zu lesen und/oder überzu­ schreiben. Es ist deshalb höchst erstrebenswert, ein Verfahren zu schaffen, durch das die Daten schnell modifiziert werden kön­ nen, die in wenigstens einem Bereich von einer Vielzahl von mi­ kroskopischen Aufzeichnungsbereichen eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums gespeichert sind.

Erfindungsgemäß enthält ein Verfahren zum Überschreiben von In­ formation in irgendeinem gewählten Bereich von einer Vielzahl von Bereichen einer magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial­ schicht folgende Schritte: Lesen des binären Bitwertes von digi­ talen Daten, die gegenwärtig in dem gewählten Bereich der Auf­ zeichnungsschicht gespeichert sind; Feststellen, ob der binäre Wert des aufgezeichneten Bits, wie es aus dem gewählten Bereich ausgelesen wird, sich von dem Binärwert eines empfangenen neuen Bits von digitalen Daten unterscheidet, die in dem Bereich ge­ speichert werden sollen; und Bestrahlen, aber nur wenn der Binär­ wert des neuen Datenbits sich von dem gegenwärtig gespeicherten Wert unterscheidet, dieses Bereiches der Aufzeichnungsschicht mit einem so gewählten Energiebündel, damit die Temperatur von im wesentlichen nur diesem Bereich über die Kompensationstempe­ ratur des Aufzeichnungsschichtmaterials temporär ansteigt, wobei ein extern erzeugtes Vorspann-Magnetfeld praktisch fehlt, um eine Selbstumkehrung der Richtung der resultierenden Magnetisie­ rung in diesem Bereich zu bewirken.

In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist das magne­ to-optische Aufzeichnungsmaterial eine amorphe Legierung aus we­ nigstens einem Element der Seltenen Erden und wenigstens einem Übergangs-Metallelement und hat eine Kompensationstemperatur nur Zehnergrade Celsius oberhalb Raumtemperatur; Legierungen aus Terbiumkobalt (TbCo) und Gadoliniumterbiumkobalt (GdTbCo) sind besonders bevorzugt. Die erforderliche Erwärmung eines mikrosko­ pischen Bereiches, beispielsweise ein Bereich mit einem Durch­ messer in der Größenordnung von 1 Mikron bzw. 1 µm des dünnen Films dieses Materials wird durch einen Lichtenergieimpuls aus einer Laser-Diode oder einer ähnlichen Quelle erreicht. Puls­ dauern von 10 bis 1000 Nanosekunden bei Leistungswerten von 1 bis 20 Milliwatt sind ausreichend, um eine Selbstinversion des resultierenden magnetischen Momentes des erwärmten Bereiches und demzufolge des diesbezüglichen gespeicherten Binärwertes zu be­ wirken.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verändern des logischen Wertes eines Bits digitaler Daten zu schaffen, die in einem Bereich eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums gespeichert sind.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen an­ hand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung von einer magneto-optischen Aufzeichnungsscheibe und der Haupteinrichtung, die zum Lesen und/oder Über­ schreiben digitaler Daten von und/oder in jeden Bereich einer Vielzahl von Speicherbereichen in der Scheibe erforderlich ist.

Fig. 1a ist ein Schnitt durch eine Aufzeichnungsscheibe und dient zur Erläuterung der verschiedenen Ab­ schnitte und Materialien.

Fig. 1b ist ein schematisches Blockdiagramm von der Haupt­ elektronikschaltung zur Verwendung mit der Ein­ richtung gemäß Fig. 1 zum Überschreiben der digi­ talen Werte, die in einem bestimmten Speicherbe­ reich gespeichert sind.

Fig. 2a-h sind graphische Darstellungen von resultierenden magnetischen Momenten von mehreren benachbarten Bitspeicherbereichen zu Zeiten vor, während und nach zwei aufeinanderfolgenden Änderungen im ge­ speicherten Wert, wobei diese Darstellungen den physikalischen Mechanismus darstellen sollen, der vermutlich bei der Funktionsweise des erfindungs­ gemäßen Verfahrens auftritt.

Gemäß den Fig. 1 und 1a enthält eine Vorrichtung 10 für die magneto-optische Speicherung von digitaler Information eine Speicherscheibe 11, die eine zylindrische Form haben kann. Die Scheibe weist eine Mittelöffnung 11′ auf, durch die während des Betriebs ein mittleres Spindelteil 12 hindurchragt. Die Scheibe wird um die Spindel 12 in der durch den Pfeil A angegebenen Rich­ tung durch bekannte Mechanismen (nicht gezeigt) gedreht. Die Scheibe 11 selbst weist einen scheibenförmigen Substratteil 11-1 auf, der aus einem im wesentlichen nicht-magnetischen Material, wie beispielsweise Glas und ähnliches, gebildet ist. Das Sub­ strat hat zwei kreisförmige im wesentlichen parallele und im Ab­ stand angeordnete Oberflächen 11 a und 11 a′, wobei wenigstens die eine (und vorzugsweise beide) Oberflächen einen dünnen Film 11-2 oder 11-2′ aus dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial auf­ weisen, beispielsweise durch Sprühen und ähnliche Verfahren. Die nach außen gerichteten Kreisfläche(n) 11 b (und 11 b′, wenn eine zweite Schicht 11-2′ vorhanden ist) der dünnen Aufzeichnungsfilm­ schicht(en) ist vorzugsweise mit einer optisch transparenten Schutzschicht 11-3 (oder 11-3′) aus Glas oder ähnlichem überzogen. Jede Aufzeichnungsschicht 11-2 oder 11-2′ zeichnet sich durch eine Vielzahl mikroskopischer Datenspeicherbereiche 11 d aus, beispielsweise die aufeinanderfolgenden Speicherbereiche 11 d-1 bis 11 d-4, die durch die obere Aufzeichnungsschicht 11-2 gebildet sind, und die aufeinanderfolgenden Speicherbereiche 11 d′-1 bis 11 d′-4, die durch die untere Aufzeichnungsschicht 11-2′ gebildet sind. Jeder Aufzeichnungsbereich hat einen mittleren Durchmesser D in der Größenordnung von 1 Mikron bzw. 1 µm. Jede Aufzeichnungs­ schicht ist aus einem magneto-optischen Material hergestellt, beispielsweise einer Legierung aus Gadoliniumterbiumkobalt (GdTeCo), Terbiumkobalt (TbCo) und ähnlichem, wobei das Material eine höhe­ re Kompensationstemperatur T _c als die höchste erwartete Umge­ bungstemperatur T _a hat, wobei diese Kompensationstemperatur aber viel kleiner als die Kristallisationstemperatur der Legierung ist. Kompensationstemperaturen von nur wenigen zehn Grad Celsius ober­ halb der normalen Raumtemperatur werden vorgezogen.

Der binäre Wert des Datenbits, das in irgendeinem Bereich 11 d ge­ speichert ist, ist unmittelbar nach der Fertigung der Scheibe 11 zunächst zufällig. Jeder Bereich wird auf eine Temperatur erwärmt, die größer als die Kompensationstemperatur T _c ist, wobei ein externes Vorspann-Magnetfeld 14, das in einer Richtung (beispiels­ weise aufwärts, wie es durch den Pfeil B gezeigt ist) im wesent­ lichen senkrecht zur Ebene der Scheibenoberfläche gebildet ist, durch den erwärmten Bereich gerichtet wird; beim Abkühlen hat unter dem Einfluß des externen Feldes 14 jeder Bereich ein re­ sultierendes magnetisches Moment, das in der gleichen Richtung, beispielsweise aufwärts, gerichtet ist wie die Richtung des ini­ tialisierenden Vorspannfeldes 14. Diese Anfangsrichtung des mag­ netischen Momentes kann einem von zwei Binärwerten zugeordnet werden, so lange diese Richtungs/Wertzuordnung einheitlich ver­ wendet wird. Es können auch Lauflängen-begrenzte Kodierungen benutzt werden, und jeder Bereich könnte mehr als ein einzelnes Datenbit enthalten.

Es können zwar große Datenmengen im wesentlichen gleichzeitig in die initialisierten Speicherbereiche geschrieben werden, aber zu Darstellungszwecken wird ein einzelnes Bündel 15 von Heizstrah­ len betrachtet, das radial entlang einer Linie 16 bewegbar und so gerichtet ist, daß es auf einen gegenwärtig gewählten Punkt von mehreren Punkten fällt, die gegenwärtig jeweils eine gewähl­ te konzentrische Kreisspur von sequentiell angeordneten Berei­ chen 11 d-w (obwohl eine spiralförmige Spur verwendet werden kann) bilden; in jeden der Bereiche 11 d-w soll zunächst ein digitales Datenbit geschrieben werden. Das Bündel kann aus optischer Strah­ lung gebildet sein, wie sie durch eine Lichtquelle 17 erzeugt wird, beispielsweise einer Laser-Diode 18 und einer Fokussier­ linse 19, und wird auf die Scheibe gerichtet, wie es durch den Pfeil C gezeigt ist. Die Laser-Diode erzeugt ihre optische Aus­ gangsstrahlung in Abhängigkeit von einem Strom I, der aus einer zugeordneten Laser-Leistungseinspeisung 18′ in Abhängigkeit vom Empfang eines Schreib-Freigabesignals an einem Steuereingang 18 a fließt; vorteilhafterweise ist der Strom gepulst, um ein Licht­ impulssignal mit einer Dauer von einem minimalen Zeitintervall in der Größenordnung von zehn Nanosekunden bis zu einem maxima­ len Zeitintervall in der Größenordnung von einer Mikrosekunde zu erzeugen. Die Leistungswerte liegen in der Größenordnung von 1 bis 20 Milliwatt. Die den Strahl fokussierende Linse 19 sollte so aufgebaut sein, daß sie den Strahl bei seinem der halben Lei­ stung entsprechenden Durchmesser auf eine Fläche mit einem Durch­ messer fokussiert, der kleiner als der Durchmesser D des zu er­ wärmenden Bereiches ist. Somit erhöht die lokalisierte Erwärmung die Temperatur und bewirkt eine lokalisierte Verklei­ nerung der Coerzitivkraft von im wesentlichen nur dem einen Be­ reich (beispielsweise Bereich N in Fig. 2), in den Daten ge­ schrieben werden sollen.

Der in irgendeinem beschriebenen Bereich 11 d-r enthaltene Wert kann zerstörungsfrei ausgelesen werden, indem ein lesendes Licht­ bündel aus eben polarisiertem Licht 21 (mit einer nicht ausrei­ chenden Amplitude, um die Temperatur soweit zu erhöhen, daß die Magnetisierungsrichtung sich in irgendeinem Bereich ändert, auf den das Lesebündel auftrifft) in der Richtung des Pfeiles D auf die Scheibenoberfläche 11 c projiziert wird. Ein Teil des auf­ treffenden Lichtes wird von der Bereichsoberfläche 11 b reflek­ tiert; die Polarisation des reflektierten Bündels wird in eine Richtung gedreht, die von der Richtung abhängig ist, in der sich das resultierende magnetische Moment des Bereiches erstreckt. Wenn also dem auftreffenden Lesebündel eine vorgewählte Polari­ sation erteilt wird, kann die Polarisation des reflektierten Bündels analysiert werden, um den binären Status des Wertes zu ermitteln, der in dem Bereich gelesen wird. Beispielsweise kann eine getrennte Laser-Diode 23, die eine kleinere Ausgangsleistung als die Ausgangsleistung der schreibenden Laser-Diode 18 auf­ weist, ein Lichtbündel 24 liefern, das durch den Durchtritt durch eine Polarisierungseinrichtung 26 polarisiert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß auch eine einzelne Laser-Diode mit variabler Leistung verwendet werden kann in Verbindung mit bekannten opti­ schen Einrichtungen, um sowohl ein polarisiertes Lesebündel mit kleiner Leistung als auch ein Schreibbündel mit höherer Leistung auf im wesentlichen den gleichen Bereich 11 d zu richten (dieser Bereich ist der Verband der Bereiche 11 d-r und 11 d-w, wenn der Abstand entlang der Spur 42 in Richtung auf Null verkleinert wird).

Das polarisierte Bündel 28 wird nach einem Durchtritt durch eine Strahlspalteinrichtung 32 durch eine Linse 30 auf einen Durch­ messer fokussiert, der kleiner als der Durchmesser des Bereiches 11 d-r ist. Das reflektierte Bündel 34, das in der Richtung des Pfeiles E von der Scheibe 11 weg wandert, wird durch die Einrichtung 32 in eine neue Richtung gebracht. Das neu gerichtete Bündel 36 wird, durch die Linse 38 oder eine ähnliche Einrichtung, auf den aktiven Abschnitt eines Detektors 40 fokussiert, der an einem Leseausgang 40 a für Scheibendaten ein logisches Aus­ gangssignal mit einem Status liefert, der mit dem Status des resultierenden magnetischen Momentes des ausgelesenen Bereiches 11 d-r übereinstimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überschreiben des Binärwertes von jedem Bit einer Vielzahl N von sequentiell speicherbaren Bits einer neuen Datenfolge über dem Binärwert, der gegenwärtig in jedem der zugeordneten N-Speicherbereichen für sequentielle Daten gespeichert ist, bewirkt, daß jeder zugeordnete Bereich abgefragt und der gegenwärtige Bitwert, der in dem Bereich gespeichert ist, ausgelesen wird. Der ausgelesene Datenwert wird dann mit dem neuen Datenwert verglichen, der in diesem Bereich gespeichert werden soll. Wenn der Vergleich ergibt, daß der rich­ tige Binärwert bereits in dem abgefragten Bereich 11 d-r gespei­ chert ist, ist keine Maßnahme erforderlich und es folgt ein Ver­ gleich des nächsten sequentiellen Bits der neuen Daten mit dem Wert des nächsten Datenbits, der bereits in der magneto-optischen Mediumschicht gespeichert ist. Wenn der Vergleich ergibt, daß gegenwärtig der falsche Binärwert in dem abgefragten Bereich ge­ speichert ist, wird ein Überschreib-Freigabesignal geliefert, um eine Erwärmung des abgefragten Bereiches auf eine Temperatur oberhalb der Kompensationstemperatur T _c des magneto-optischen Materials (und ohne ein wesentliches, absichtlich angelegtes Magnetfeld außerhalb der Speicherschicht zur Umkehrung des re­ sultierenden magnetischen Moments) zu fordern, damit das tatsächliche resultierende magnetische Moment M in diesem Bereich selbst-invertiert und dann in einem stabilen magnetischen Zustand gehalten wird. Da die Scheibe rotiert, vorzugsweise mit einer gut stabilisierten Drehzahl, wird sich der Bereich 11 d-r, der ausge­ lesen wurde, von der Stelle, an der Bereiche ausgelesen werden, entlang einer imaginären Kreisspur 42 zu einer anderen Position bewegt haben; die tatsächliche Position, an der ein Überschrei­ ben eines Bereiches (nun als ein zu überschreibender Bereich 11 d-w identifiziert) auftritt, sollte etwas jenseits der Posi­ tion liegen, die für eine normale Lese-Bevor-Schreibe-Entschei­ dungssequenz erforderlich ist, um Einstellungen und ähnliches zu gestatten. Es kann eine Zeitverzögerung vorgesehen sein, da­ mit das Überschreibe-Freigabesignal, das aus den Lese- und Schreiboperationen resultiert, die Überschreib-Energiequelle nur zu der Zeit freigibt, wenn der richtige Bereich an der Position 11 d-w am Fokus des Überschreibbündels 15 angekommen ist.

Die Lese-Bevor-Schreibe-Betriebssequenz (beispielsweise Lese- Vergleiche-Verzögere-Freigabe-Betriebssequenz) kann wenigstens teilweise beispielsweise durch die Funktionen einer Subschal­ tung 50 erhalten werden, wie sie beispielsweise in Fig. 1b dargestellt ist. Die von der Scheibe ausgelesenen Daten werden nach einer geeigneten Pufferung und Verarbeitung hinter dem Aus­ gang 40 a an einem ersten Eingang 50 a der Subschaltung eingegeben. In einem möglichen Ausführungsbeispiel werden die ankommenden Daten zunächst in einer Datenverzögerungseinrichtung 52 für das Zeitintervall verzögert, die der Bereich 11 d-r, in dem die gele­ senen magnetischen Zeichen liegen, braucht, um auf eine vorge­ wählte Position unmittelbar vor der Position vorzurücken, an der der Bereich 10 d-w überschrieben werden kann. Das verzögerte, ausgelesene Datenbit wird in einen ersten Eingang 54 a einer Ver­ gleichseinrichtung 54 eingegeben, beispielsweise einem Exklusiv- OR-Gatter (XOR). Der ankommende Datenbitwert wird in einem zwei­ ten Eingang 50 b der Subschaltung eingegeben, der mit dem anderen Eingang 54 b des XOR-Gatters verbunden ist. Wenn beide Gatterein­ gänge den gleichen Binärwert haben, dann liegt der Gatterausgang 54 c auf einem ersten Pegel, beispielsweise auf einer logischen Null, während der Ausgang 54 c nur dann auf dem entgegengesetzten zweiten Pegel, beispielsweise der logischen Eins liegt, wenn beide Eingangszustände unterschiedlich sind. Der Gatterausgang ist mit dem Dateneingang D eines logischen Flip-Flop-Elements 56 verbunden, das ein Takteingangssignal C von einem Synchro­ nisierungssignal SYNC am Eingang 50 c der Subschaltung empfängt. Dieses SYNC-Signal wird in bekannter Weise wenigstens aus den­ jenigen Synchronisationssignalen hergestellt, die durch das Formatieren der Scheibenspeicherbereiche geliefert werden. So­ mit wird der logische Pegel an dem Ausgang 54 c der Vergleichs­ einrichtung durch den Q-Ausgang des Flip-Flops nur zu der Zeit getaktet, zu der das Ausgangssignal an dem Subschaltungsausgang 5Cd richtig vorhanden sein sollte für eine Verbindung mit dem Freigabeeingang 18 a der Laser/Leistungseinspeisung, damit ein Laserlichtimpuls auf den zuge­ ordneten Speicherbereich fokussiert wird, der sich nun von der Stelle, an der ein Bereich 11 d-r gelesen wird, zu derjenigen Stelle bewegt, an der ein Bereich 11 d-w überschrieben wird. Es sei darauf hingewiesen, daß der Vergleich zuerst ausgeführt wer­ den kann, beispielsweise durch Verbinden des Einganges 50 a mit dem Gattereingang 54 a, wobei die Verzögerungseinrichtung 52 hinter der Vergleichseinrichtung und unmittelbar vor der Syn­ chronisierungseinrichtung 56 angeordnet ist. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Verzögerungseinrichtung 52 hinter der Syn­ chronisierungseinrichtung 56 angeordnet sein kann. Ferner ist es vorteilhaft, daß die Datenverzögerungseinrichtung selbst ein Taktsignal, beispielsweise am Eingang 50 e, empfängt, das aus den tatsächlichen Lesedaten abgeleitet wird, damit die gewünschte Verzögerung des N-Bereiches (Domäne) ohne Verlust an Genauigkeit erfolgt. Zusätzlich kann eine weitere Lesestation (nicht ge­ zeigt) hinter der Überschreibestation (der Elemente 18 und 19) angeordnet sein, um den Bereich erneut zu lesen und zu überprü­ fen, ob das resultierende magnetische Moment des Bereiches (Do­ mäne) tatsächlich umgekehrt ist und der Wert des Datenbits, der in dem Bereich gespeichert war, tatsächlich überschrieben worden ist.

In den Fig. 2a bis 2h ist das Verfahren dargestellt, von dem angenommen wird, daß es physikalisch abläuft für das erfindungs­ gemäße selbst-invertierende Datenüberschreibungsverfahren (wobei das scheinbare selbst-entmagnetisierende Feld des magneto-opti­ schen Dünnfilm-Aufzeichnungsmediums verwendet wird). Vor der Zeit, zu der eine erste Überschreibe-Operation auftritt, befin­ det sich die Mediumschicht 60 auf einer Umgebungstemperatur T _a, die kleiner als die Kompensationstemperatur T _c des magneto-opti­ schen Materials ist. Die Aufzeichnungsbereiche enthalten jeweils ein Bit eines ersten Datensatzes. Fig. 2a stellt dar, daß für den Anfangsdatensatz mit dem gleichen Datenwert, beispielsweise einer binären Eins, in jedem von drei sequentiellen Bereichen (N-1), N und (N+1) die resultierenden magnetischen Momente (symbolisiert durch die breiten Pfeile 62 a bis 62 o) alle in der gleichen (beispielsweise aufwärts) Richtung im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 60 a der Mediumschicht gerichtet sind und alle etwa die gleiche Amplitude haben. Die Amplitude und Richtung des resultierenden magnetischen Moments M werden fest­ gelegt durch die relativen Amplituden und die Richtung des magne­ tischen Moments der einzelnen Komponenten der magneto-optischen Legierung. Hier ist das abwärts gerichtete Moment 64 a der Über­ gangsmetall(TM)-Komponente der Legierung kleiner als die Ampli­ tude des aufwärts gerichteten Momentes 64 b der Seltene Erden(RE)- Legierungskomponente in jedem Unterbereich.

Wenn ein Bereich N Energie aus der Überschreibeeinrichtung (Laser 18) empfängt, wird die Temperatur dieses Bereiches erhöht, bis die Kompensationstemperatur T _c überschritten wird. Da das auf­ treffende Lichtbündel 15 im wesentlichen eine Gauss′sche Energie­ verteilung hat, wird der gesamte Bereich N nicht gleichförmig erwärmt. So bleiben zwar die einzelnen magnetischen Momente der Legierungskomponente (beispielsweise Momente 62 a und 62 b) und die resultierenden magnetischen Momente (beispielsweise resultie­ rende Momente 62 a, 62 b, 62 n und 62 o) alle im wesentlichen unver­ ändert in Unterbereichen, die von der Empfangsenergie des Berei­ ches N entfernt sind, aber diejenigen Unterbereiche, die näher an dem erwärmten Bereich N liegen, empfangen Energie von den Rändern des Bündels. Wegen der erhöhten Temperatur, die kleiner als die Kompensationstemperatur in diesen anderen Bereichen (N-1), (N+1) usw. ist, wird das magnetische Moment 64 c der aus Übergangsme­ tall (TM) bestehenden Komponente um einen gewissen Betrag ver­ kleinert, der nicht so groß wie die Verkleinerung des magneti­ schen Moments 64 d der RE-Komponente für Seltene Erden; das re­ sultierende Moment (beispielsweise die resultierenden Momente 64 c′ und 64 m′) dieser Subregion wird verkleinert. Wenn die Tem­ peratur ansteigt, setzt sich die Verkleinerung der Amplitude des resultierenden magnetischen Momentes (beispielsweise resultieren­ de Momente 64 d′ und 64 l′) fort in Abhängigkeit von der schnelle­ ren Verkleinerung des RE-Momentes 64 f als der Verkleinerung in dem TM-Moment 64 e bei einer Lage näher an dem Bereich N. In einigen Subregionen wird die Kompensationstemperatur gerade er­ reicht, und die verminderten Amplituden der TM- und RE-Momente 64 g und 64 h werden, nach Definition, gleich; die resultierenden magnetischen Momente 64 e′, 64 k′ . . . haben die Größe Null (und definieren die Peripherie der Region N). Innen von den Regionen 62 mit dem resultierenden magnetischen Moment der Größe Null überschreitet die Temperatur der Subregion die Kompensations­ temperatur; die verminderte Amplitude des TM-Momentes (beispiels­ weise magnetische Momente 64 i, 64 k, 64 m, . . .) ist nun größer als die verminderte Amplitude des RE-Moments (beispielsweise magne­ tische Momente 64 j, 64 l, 64 m, . . .), und die resultierenden mag­ netischen Momente (beispielsweise resultierende Momente 62 f′- 62 j′, . . .) sind nun alle umgekehrt bzw. reversiert und haben eine steigende Größe, aber in der entgegengesetzten Richtung (bei­ spielsweise in die Aufzeichnungsschicht hinein).

Das selbst-entmagnetisierende Feld scheint durch diejenigen Subregi­ onen angelegt zu sein, die noch in der ursprünglichen (beispiels­ weise aufwärtigen) Richtung magnetisiert sind; die Momentrich­ tungen sind nun reinvertiert (Fig. 2c) in denjenigen Subregio­ nen, die noch eine höhere Temperatur als die Kompensationstempe­ ratur haben. Die Komponenten-Momente in Subregionen innerhalb, aber benachbart zu der Peripherie der Region N bleiben in der früheren Richtung fixiert (beispielsweise wie es durch die Mo­ mente 64 i und 64 j gezeigt ist), so daß das resultierende Moment in der neuen (nicht invertierten) Richtung fixiert bleibt. Die Komponenten-Momente in den mehr zentralen Subregionen sind jedoch in der Richtung reversiert in die ursprüngliche Richtung (bei­ spielsweise die Aufwärtsrichtung, wie an den resultierenden mag­ netischen Momenten 62 g′′, 62 h′′, 62 i′′, . . .). Wenn die Temperatur der Subregion abfällt durch Abkühlen nach der Beseitigung oder Ausschaltung des Lichtbündels, steigen die Amplituden der mag­ netischen Momente der Legierungskomponente auf ihre Werte bei Umgebungstemperatur an; wenn jede Subregion durch die Kompensa­ tionstemperatur läuft, wird ihr resultierendes magnetisches Mo­ ment 62 auf Null verkleinert. Wie in Fig. 2d gezeigt ist, ist in jeder Subregion bei einer gewissen Temperatur, die kleiner als die Kompensationstemperatur ist, die Amplitude des magneti­ schen RE-Moments (beispielsweise magnetisches Moment 64 n°) wieder größer als die Amplitude des magnetischen TM-Moments (beispiels­ wiese magnetisches Moment 64 m°), und die Richtung des resultie­ renden Moments (beispielsweise resultierendes magnetisches Mo­ ment 62 h°) ist wieder in der gleichen invertierten Richtung. Der Rest der Subregionen des Bereiches N erfährt die gleiche Inversion ihrer resultierenden magnetischen Momente (beispiels­ weise resultierende magnetische Momente 62 g⁺, 62 i⁺, . . .). Somit haben die Subregionen der Region N alle resultierende magneti­ sche Momente, die in einer Richtung entgegengesetzt zu der Aus­ richtungs-Richtung vor dem Erwärmen der Region N auf eine Tempe­ ratur größer als die Kompensationstemperatur ausgerichtet sind. Da die entgegengesetzten Momente sich zu einer magnetischen Wand zusammensetzen (beispielsweise an den Rand-Subregionen 66 a und 66 b auf entgegengesetzten Bereichen der Region N), wird ein sta­ biler magnetischer Bereich (Domäne) gebildet mit einem Durchmes­ ser D, in dem nun der neue Wert des zugeordneten Datenbits ge­ speichert wird.

Anhand der Fig. 2e bis 2h wird nun gezeigt, wie zu einer ge­ wissen späteren Zeit ein Vergleich des Datenwerts (z.B. eine logische Null), der in dem Bereich gespeichert ist, und des Lo­ gikwertes (z.B. eine logische Eins) von einem neuen Bit eines Binärwertes zur Speicherung im Bereich N anzeigt, daß der Be­ reich N überschrieben werden muß. Diese Entscheidung steuert die Schreib-Laser-Diode an und bewirkt, daß der Bereich N wieder er­ wärmt wird (ohne ein wesentliches, beabsichtigtes, externes Vorspannmagnetfeld) auf eine Temperatur oberhalb der Kompensa­ tionstemperatur. Die Bereichswand, wie sie beispielsweise durch die Wandabschnitte 66 a und 66 b in Fig. 2e dargestellt ist, wird nicht abrupt zerstört; es tritt eine Inversion der resultieren­ den magnetischen Momente 62 der Subregionen innerhalb der Region N auf wegen der Umkehr der Dominanz der magnetischen Momente der Legierungskomponente. So werden die resultierenden magneti­ schen Momente 62 f′′ bis 62 j′′ der Subregionen innerhalb der er­ wärmten Region N nicht nur verändert bezüglich der Amplitude durch die Gauss′sche Energieverteilung des auftreffenden Licht­ bündels, sondern auch invertiert bezüglich der Richtung, um nach oben und von der magneto-optischen Materialschicht weg gerichtet zu sein. Das selbst-entmagnetisierende Feld der unmittelbar be­ nachbarten Subregionen (z.B. die aufwärts gerichteten resultie­ renden Momente der Subregionen 62 f′′ und 62 j′′′) bewirkt eine Umkehrung in dem örtlichen Magnetfeld in der bzw. den mittleren Subregion(en), wie es hier durch die Subregion 62 h′′ dargestellt ist, der erwärmten Region N, wie es in Fig. 2f gezeigt ist, so daß von wenigstens einer der inneren Subregionen nun das resul­ tierende magnetische Moment in eine wieder-invertierte Richtung gerichtet ist (z.B. das nach unten gerichtete resultierende mag­ netische Moment 62 h′′′ einer kleineren Region mit dem Durchmesser D′, der kleiner als der Bereichsdurchmesser D ist, innerhalb des größeren Bereiches N). Eine zweite, innere Bereichswand, wie sie durch gegenüberliegende Wandabschnitte 68 a und 68 b gezeigt ist, ist nun um die Peripherie der Subregion vorhanden. Eine lokale Wandbewegung bewirkt, daß sich Abschnitte der inneren Wand zu den Stellen der zugehörigen Abschnitte der äußeren Wand ausdehnen; die zwei Wände treffen sich und vernichten sich gegenseitig, so daß der Durchmesser D′′ des Bereiches, in dem die resultierenden magnetischen Momente 62 g′′ bis 62 i′′ (siehe Fig. 2g) noch inver­ tiert sind, größer ist als der Bereichsdurchmesser D′. Wenn die Temperatur der Region N unter die Kompensationstemperatur abge­ senkt wird, durch Kühlung nach Ende des Heizimpulses, ändern sich die relativen Amplituden der magnetischen Momente der RE- und TM-Legierungskomponente, und die resultierenden magnetischen Momente der Subregion sind alle in der gleichen Richtung gerich­ tet (z.B. die Aufwärtsrichtung für die resultierenden magneti­ schen Momente 62 e bis 62 k in Fig. 2h). Der in der Region N ge­ speicherte Datenwert ist also invertiert worden (z.B. in eine logische Eins) von dem Status des zuvor in der Region gespei­ cherten Datenwerts (z.B. die logische Null).

Claims (15)

1. Verfahren zum Schreiben einer neuen Sequenz von digita­ len Datenbitwerten über den binären Datenbitwert, der gegenwärtig in einem zugeordneten Bereich einer Se­ quenz von Speicherbereichen in einem magneto-optischen Speicherbereich mit einer Kompensationstemperatur ge­ speichert ist, die größer als eine Umgebungstemperatur ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

• a) der nächste Datenbitwert der neuen Sequenz empfan­ gen wird,
• b) der Wert des Datenbits gelesen wird, der gegenwär­ tig in dem Bereich gespeichert ist, der der Spei­ cherung des in Schritt (a) empfangenen Datenbits zugeordnet ist,
• c) die binären Werte des neuen Datenbits, das in Schritt (a) erhalten wurde, und des vorhandenen Daten­ bits, das in Schritt (b) gelesen wurde, verglichen werden, um ein Überschreibe-Freigabesignal zu generieren, wenn die Datenbitwerte nicht gleich sind,
• d) direkt zum Schritt (f) vorgerückt wird, wenn das Freigabesignal im Vergleichsschritt (c) nicht ge­ neriert wurde,
• e) der Datenbitwert in dem zugeordneten Speicherbe­ reich invertiert wird durch temporäres Erwärmen des zugeordneten Speicherbereiches auf eine Tem­ peratur, die größer als die Kompensationstempera­ tur und kleiner als die Schmelztemperatur des ver­ wendeten magneto-optischen Materials ist, ohne ein wesentliches, extern erzeugtes Vorspannmagnet­ feld, wenn das Überschreibe-Freigabesignal in dem Vergleichsschritt (c) generiert wird, und
• f) dann die Schritte (a) bis (e) wiederholt werden für ein gegebenenfalls vorhandenes, nächstfolgen­ des Datenbit der neuen Sequenz.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium eine Dünnfilmschicht aus einem magneto- optischen Material verwendet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine amorphe Legierung von wenigstens einem Selte­ nen-Erd-Element und wenigstens ein Übergangsmetall- Element verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung Terbiumkobalt (TbCo) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung Gadoliniumterbiumkobalt (GdTbCo) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erwärmen gemäß Schritt (e) temporär ein Heiz­ bündel aus Lichtenergie auf den Bereich auftritt, in dem der Datenwert invertiert werden soll, und das Licht­ bündel beseitigt wird, nachdem ein vorbestimmtes Zeit­ intervall verstrichen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erwärmen gemäß Schritt (e) ein Impuls aus Lichtenergie auf den Speicherbereich auftrifft, in dem der gespeicherte Datenwert invertiert werden soll.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtenergieimpuls mit einer Dauer zwischen etwa 10 Nanosekunden und etwa 1000 Nanosekunden ver­ wendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtenergieimpuls mit einer Leistung zwischen etwa 1 Milliwatt und etwa 20 Milliwatt verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Laser-Diode gespeist wird, um den Lichtenergie­ impuls zu liefern, und die optische Ausgangsgröße der Laser-Diode fokussiert wird, damit der Laserstrahl im wesentlichen nur auf den einen Speicherbereich auf­ trifft, in dem der Datenwert invertiert werden soll.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleichen gemäß Schritt (c) ein Exklusiv-OR- Gatter verwendet wird, dem der neue Datenbitwert und der gelesene Datenbitwert zugeführt wird, um das Frei­ gabesignal zu erhalten.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium einen rotierenden Teil aufweist und daß das Freigabesignal mit der Rotation des Teils synchronisiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gelesene Datenwert verzögert wird, um an dem Exklusiv-OR-Gatter zur gleichen Zeit anzukommen wie der neue Datenbitwert.

14. Verfahren nach Anspruch 7 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmende Bündel so geformt ist, daß es ent­ lang einer festen Linie relativ zur Drehachse des Teils auftritt, und daß das Freigabesignal verzögert wird, bis der zugeordnete Bereich an einer Stelle entlang der festen Linie ankommt.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Lichtbündel verwendet wird, um den gegen­ wärtig gespeicherten Wert zu lesen.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sequenz der Schritte (a) bis (f) zum Überschrei­ ben jedes Datenbitwertes von wenigstens einer weiteren Sequenz in dem zugeordneten Speichermediumbereich zu einer gewissen Zeit nach Abschluß der Sequenz der Schritte (a) bis (f) für alle Datenbits der neuen Se­ quenz wiederholt wird.