DE68919528T2

DE68919528T2 - Magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren und magnetooptische Aufzeichnungsanordnung.

Info

Publication number: DE68919528T2
Application number: DE68919528T
Authority: DE
Inventors: Bernardus Antonius Joha Jacobs; Johannes Hendrikus Mari Spruit; Rosmalen Gerard Eduard Van
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2009-05-04
Also published as: CA1321644C; ES2065368T3; EP0341778A3; EP0341778B1; EP0341778A2; KR100204689B1; AU3408889A; KR890017679A; AU639412B2; CN1037791A; JP2803841B2; BR8902141A; DE68919528D1; US5014254A; JPH01319149A; HK45696A; ATE114858T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von Information auf einem Aufzeichnungsträger mit einer magnetooptischen Aufzeichnungsschicht, wobei durch Abtasten der Aufzeichnungsschicht mit einem Strahlungsbündel zur vorübergehenden lokalen Erwärmung der Aufzeichnungsschicht in der Aufzeichnungsschicht ein Muster magnetischer Domänen mit einer ersten und einer zweiten Magnetisierungsrichtung gebildet wird, wobei die erwärmten Teile der Aufzeichnungsschicht einem Magnetfeld ausgesetzt werden, das nahezu senkrecht auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet wird und mit Hilfe einer Spule erzeugt wird, wobei die Spule mit einem Erregerstrom erregt wird, der einem Informationssignal entsprechend moduliert ist, wobei während dieser Modulation der Erregerstrom während erster Zeitintervalle eine erste Polarität und während zweiter Zeitintervalle eine zweite Polarität hat.
Die Erfindung betrifft auch eine magnetooptische Aufzeichnungseinrichtung zur Aufzeichnung von Information auf dem Aufzeichnungsträger mit einer Aufzeichnungsschicht aus magnetooptischem Material, wobei die Aufzeichnungseinrichtung ein optisches System zum Abtasten der Aufzeichnungsschicht mit Hilfe eines Strahlungsbündels umfaßt, um so den abgetasteten Teil der Aufzeichnungsschicht lokal zu erwärmen, sowie eine Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes im abgetasteten Teil der Aufzeichnungsschicht, wobei dieses Feld nahezu senkrecht auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet ist, und eine Erregerschaltung zur Erzeugung eines Erregerstroms in der Spule, wobei der Strom einem Informationssignal entsprechend moduliert ist, so daß der Strom während erster Zeitintervalle eine erste Polarität und während zweiter Zeitintervalle eine zweite Polarität hat.
Ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung sind aus EP-A 0.230.325 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Laserstrahlenbündel konstanter Intensität mit Hilfe eines optischen Systems auf eine rotierende magnetooptische Platte gerichtet, um einen Strahlungsfleck auf die magnetooptische Platte abzubilden. Der von dem Strahlungsfleck abgetastete Teil der magnetooptischen Platte wird nahezu bis zur Curie-Temperatur erwärmt. Der erwärmte Teil wird mit Hilfe einer Spule magnetisiert, die einen Kern aus weichmagnetischem Material hat und gegenüber dem optischen System, auf der anderen Seite der rotierenden magnetooptischen Platte angeordnet ist. Die Spule wird mit einem dem Informationssignal entsprechend modulierten Wechselstrom erregt, so daß der erwärmte Teil in einer Richtung magnetisiert wird, die von der momentanen Polarität des Wechselstroms abhängt. Die Magnetisierung wird nach dem Abkühlen aufrechterhalten. Auf diese Weise wird ein Muster aus magnetischen Domänen gebildet, das für das in der Aufzeichnungsschicht gebildete Informationssignal repräsentativ ist.
Dieses Aufzeichnungsverfahren hat den Vorteil, daß ein zuvor gebildetes Muster aus magnetischen Domänen überschrieben werden kann. Um eine ausreichende Aufzeichnungsgeschwindigkeit zu erhalten, wird eine kleine Spule geringer Induktivität verwendet, die bei einem verhältnismäßig großen Erregerstrom erregt wird. Ein dabei auftretendes Problem ist die starke Wärmeableitung in der Spule, dem Spulenkern und der Ansteuerungselektronik. Diese Wärmeableitung ist daher ein begrenzender Faktor bei der Erhöhung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit und/oder der magnetischen Feldstärke, beispielsweise zur Vergrößerung des Abstandes zwischen der Spule und der Aufzeichnungsschicht.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein wie im ersten Abschnitt definiertes Verfahren zu verschaffen, das eine Verringerung der Wärmeableitung in der Spule und/oder der Ansteuerungselektronik ermöglicht.
Der Erfindung liegt als weitere Aufgabe zugrunde, eine wie im zweiten Abschnitt definierte Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens zu verschaffen.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Strahlungsbündel pulsmoduliert ist, daß die ersten und zweiten Zeitintervalle durch dritte Zeitintervalle getrennt werden, in denen keine Erregerströme erzeugt werden, die Phasenbeziehung zwischen den Zeitintervallen, in denen Strahlungsimpulse erzeugt werden, und den ersten und zweiten Zeitintervallen aufrechterhalten wird, so daß Kühlung der erwärmten Teile der Aufzeichnungsschicht im wesentlichen innerhalb der ersten oder der zweiten Zeitintervalle erfolgt.
Hinsichtlich der Einrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Aufzeichnungseinrichtung Mittel zur Pulsmodulation des Strahlungsbündels umfaßt, daß die Erregerschaltung zur Unterbrechung der Erzeugung des Erregerstroms während dritter Zeitintervalle, die die ersten und zweiten Zeitintervalle voneinander trennen, eingerichtet ist, und daß die Aufzeichnungseinrichtung weiterhin eine Synchronisationsschaltung umfaßt, um eine zuvor bestimmte Phasenbeziehung zwischen den Zeitintervallen, in denen die Strahlungsimpulse des Strahlungsbündels erzeugt werden, und den ersten oder zweiten Zeitintervallen aufrecht zu erhalten, so daß das Abkühlen der erwärmten Teile der Aufzeichnungsschicht im wesentlichen in dem ersten oder zweiten Zeitintervall erfolgt.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, daß bei Zuführen von Strahlungsenergie in Form von Impulsen die Temperatur in der gesamten Aufzeichnungsschicht in den Zeitintervallen zwischen den Strahlungsimpulsen auf nahezu die Umgebungstemperatur abgenommen hat, so daß das Magnetfeld nur während der kurzen Zeit, in der der durch den Strahlungsimpuls erwärmte Teil abkühlt, erzeugt zu werden braucht. Daher braucht die Spule nur kurze Zeit erregt zu wewrden, was zu einer geringeren Wärmeableitung führt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahrens ist, daß während des Erwärmens der Aufzeichnungsschicht der Temperaturgradient in dem Grenzgebiet der zu bildenden magnetischen Domäne sehr hoch ist, so daß die Genauigkeit, mit der die Grenzen der magnetischen Domäne gebildet werden, groß ist. Wenn anschließend das Muster aus magnetischen Domänen gelesen wird, führt dies zu einem verbesserten Rauschabstand.
Ein anderer Vorteil der gepulsten Zufuhr der Strahlungsenergie ist, daß die Laserbelastung verringert wird, was zu einer längeren Betriebslebensdauer des Lasers führt.
Ein weiterer Vorteil der gepulsten Zufuhr der Strahlungsenergie ist, daß die Wärmebelastung der Aufzeichnungsschicht und damit die Alterungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers im Vergleich zu einem Strahlungsbündel konstanter Intensität herabgesetzt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervalle, bei denen die Strahlungsimpulse und die Erregerstromimpulse erzeugt werden, einander teilweise überlappen.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Magnetfeld am Ende des Strahlungsimpulses immer vorhanden ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Temperatur der Aufzeichnungsschicht maximal ist, so daß die Größe des über die Schreibtemperatur erwärmten Teils ebenfalls maximal ist.
Eine weitere Ausführungsform der Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spule von einer Art ist, die einen Kern aus nicht-magnetischem Material hat.
Wenn bei dieser Ausführungsform ein Magnetfeld der gleichen Stärke erzeugt wird, wird die Wärmeableitung infolge von Ohmschen Verlusten in den Windungen der Spule größer als bei einer Spule, deren Kern aus magnetischem Material besteht, aber dies wird dadurch ausgeglichen, daß im Kernmaterial keine Wärme abgeleitet wird. Wenn die Frequenz des Erregerstroms erhöht wird, nimmt die Dissipation im magnetischen Material einer Spule mit Magnetkern wesentlich schneller zu als die in den Spulenwindungen. Oberhalb einer bestimmten Frequenz wird dann die Wärmeableitung im magnetischen Material vorherrschend. Daher ist die letztgenannte Ausführungsform wegen des Entfallens eines Kerns aus magnetischem Material sehr gut für hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeiten geeignet.
Eine Ausführungsform einer Aufzeichnungseinrichtung, die sehr gut für das Aufzeichnen binärer Informationssignale mit einer bestimmten Bitrate geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsmittel zum Synchronisieren der Erzeugung der Strahlungsimpulse und der Erregerstromimpulse mit der Bitrate des Informationssignals eingerichtet sind, und daß die Mittel zum Modulieren des Erregerstroms eingerichtet sind, um Erregerstromimpulse mit einer durch den Logikwert des Informationssignals bestimmten Polarität zu erzeugen.
Eine Ausführungsform der Aufzeichnungseinrichtung, die zur Aufzeichnung von FM-modulierten Signalen sehr geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsmittel einen Oszillator zur Erzeugung eines FM-modulierten periodischen Signals umfassen, Mittel zur Erzeugung von Strahlungsimpulsen synchron zu dem periodischen Signal und Mittel zur Erzeugung von Erregerstromimpulsen synchron zu dem periodischen Signal, so daß eine Anzahl Erregerstromimpulse einer ersten Polarität immer mit einer gleichen Anzahl von Erregerstromimpulsen der entgegengesetzten Polarität abwechselt.
Eine andere Ausführungsform der Aufzeichnungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das optische System Fokussierungsmittel zur Fokussierung des Strahlungsbündels hat, wobei die Aufzeichnungseinrichtung Mittel zum Aufrechterhalten eines zuvor bestimmten Abstandes zwischen den Fokussierungsmitteln und der Aufzeichnungsschicht umfaßt, um das Strahlungsbündel auf die Aufzeichnungsschicht zu fokussieren, und daß der Kern der Spule strahlungsdurchlässig ist und mechanisch mit den Fokussierungsmitteln gekoppelt ist, wobei die Spule so angeordnet ist, daß das Strahlungsbündel über den Kern der Spule auf die Aufzeichnungsschicht projiziert wird.
Diese Ausführungsform nutzt vorteilhaft das Entfallen eines Spulenkerns aus magnetischem Material. Die mechanische Kopplung zwischen den Fokussierungsmitteln und der Magnetspule sorgt dafür, daß der Abstand zwischen der Magnetspule und der Aufzeichnungsschicht während des Aufzeichnens konstant bleibt. Dies hat den Vorteil, daß die Bedingungen, unter denen der erwärmte Teil der Aufzeichnungsschicht magnetisiert wird, in sehr einfacher Weise konstant gehalten werden, was günstig für die Aufzeichnungsqualität ist.
Weitere Ausführungsbeispieie und deren Vorteile werden im folgenden anhand der Figuren 1 bis 13 näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungseinrichtung,
Fig. 2, 9 und 11 die Intensität des Strahlungsbündels, den Erregerstrom zur Erzeugung des Magnetfeldes und die resultierenden Muster magnetische Domänen für verschiedene Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 3 einen Strahlungsimpuls, die resultierende Temperaturänderung und einen Erregerstromimpuls als Funktion der Zeit,
Fig. 4 und 5 die Auswirkung der Phasendifferenz zwischen den Strahlungsimpulsen und den Erregerstromimpulsen auf den Rauschabstand,
Fig. 6 und 7 den Temperaturverlauf in der Aufzeichnungsschicht, wenn diese Schicht mit einem gepulsten Strahlungsbündel bzw. einem Strahlungsbündel konstanter Intensität erwärmt wird,
Fig. 8 und 10 verschiedene Synchronisationsschaltungen zur Verwendung in der Aufzeichnungseinrichtung,
Fig. 12 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufzeichnungseinrichtung und
Fig. 13 eine Beispiel für die Spule zur Verwendung in der Aufzeichnungseinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Aufzeichnung von Information auf einem plattenförmigen Aufzeichnungsträger 1. Der Aufzeichnungsträger umfaßt ein mit einer magnetooptischen Aufzeichnungsschicht 2 einer üblichen Art versehenes transparentes Substrat 3, wie es beispielsweise in "Philips Technical Review", Bd. 42, Nr. 2, S. 38-47 beschrieben wird. Die Aufzeichnungsschicht 2 ist mit einer Schutzschicht 4 überzogen. Die Einrichtung umfaßt einen Drehteller 5 und einen Antriebsmotor 6, um den Aufzeichnungsträger 1 um seine Achse zu drehen. Ein optisches System in Form eines üblichen optischen Kopfes 7 ist gegenüber dem rotierenden Aufzeichnungsträger 1 angeordnet. Der optische Kopf 7 umfaßt eine Strahlungsquelle in Form eines Halbleiterlasers 8 zur Erzeugung eines Strahlungsbündels, das auf der Aufzeichnungsschicht 2 mit Hilfe eines Systems aus Linsen 10 und 11 in einen winzigen Strahlungsfleck konzentriert wird. Auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers 1, gegenüber dem optischen Kopf 7, ist eine Spule 12 angeordnet, die bei Erregung ein Magnetfeld erzeugt, das nahezu senkrecht zu dem von dem Strahlungsbündel 9 abgetasteten Teil der Aufzeichnungsschicht 2 gerichtet ist.
Eine Lasermodulationsschaltung 13 einer üblichen Art erzeugt Steuerimpulse für den Halbleiterlaser 8, so daß der Laser 8 Strahlungsimpulse mit einer Länge von beispielsweise 80 ns erzeugt. Eine Erregerschaltung 14 erzeugt Erregerstromimpulse einer ersten und einer zweiten Polarität, und diese Erregerstromimpulse werden der Spule 12 zugeführt. Eine Synchronisationsschaltung 15 leitet aus einem Informationssignal Vi Steuersignale gleicher Frequenz für die Lasermodulationsschaltung 13 und die Erregerschaltung 14 ab, wobei eine feste Beziehung zwischen den Steuersignalen aufrecht erhalten wird, so daß die Erregerstromimpulse mit einer bestimmten Zeitverzögerung relativ zu den Strahlungsimpulsen erzeugt werden. Die Verzögerungszeit wird so gewählt, daß die Strahlungsimpulse und die Erregerstromimpulse einander teilweise überlappen. Die so erzeugten Strahlungsimpulse und Erregerstromimpulse werden in Fig. 2 als Funktion der Zeit dargestellt, wobei die Strahlungsimpulse die Bezugszeichen 20a, ..., 20g und die Erregerstromimpulse die Bezugszeichen 21a, ..., 21g haben.
Wie die Steuersignale für die Lasermodulationsschaltung 13 und die Erregerschaltung 14 aus dem Informationssignal Vi abgeleitet werden, wird im weiteren noch beschrieben. Erst soll jedoch anhand der Fig. 2 und 3 der Schreibprozeß beschrieben werden.
Fig. 3 zeigt den Strahlungsimpuls 20a und den Erregungsimpuls 21a in stark vergrößertem Maßstab. Das Bezugszeichen 30 in Fig. 3 gibt den Temperaturverlauf als Funktion der Zeit für das von dem Strahlungsimpuls 20a bestrahlte Gebiet 22a (siehe Fig. 2) der Aufzeichnungsschicht 2 wieder. Infolge der zugeführten Strahlungsenergie steigt die Temperatur in dem Gebiet 22a schnell über die Schreibtemperatur Ts an, die Temperatur, oberhalb der die Magnetisierungsrichtung der Aufzeichnungsschicht durch das erzeugte Magnetfeld geändert werden kann. Die Schreibtemperatur liegt im allgemeinen in der Nähe der Curie-Temperatur des Materials der Aufzeichnungsschicht.
Am Ende des Strahlungsimpulses 20a kühlt das Material infolge des Wärmetransports in der Aufzeichnungsschicht 2 sehr schnell auf etwa die Umgebungstemperatur ab.
Die Verzögerung und die Länge der Erregerstromimpulse 21a sind so gewählt worden, daß Abkühlen der Aufzeichnungsschicht während der Erzeugung von Erregungsimpuls 21a erfolgt, so daß das Gebiet 22a ständig in einer Magnetisierungsrichtung magnetisiert ist, die von der Polarität des Erregerstromimpulses 21a bestimmt wird. Nachdem das Gebiet 22a der Aufzeichnungsschicht genügend abgekühlt ist, wird die Erzeugung des Magnetfeldes durch Beendigung des Erregungsimpulses 21a unterbrochen, bis während des nächsten Strahlungsimpulses 20b das Gebiet 22b über die Schreibtemperatur Ts erwärmt wird und das Gebiet 22b infolge der Erregung der Spule 12 mit dem Erregerstromimpuls 21b magnetisiert wird. In der in Fig. 2 gezeigten Folge der Erregerstromimpulse 21 hat der Erregerstromimpuls 21b eine der Polarität des Erregerstromimpulses 21a entgegengesetzte Polarität, so daß die Richtung der Magnetisierung in dem Gebiet 22b ebenfalls der Magnetisierungsrichtung im Gebiet 22a entgegengesetzt ist. Das Gebiet 22b überlappt das Gebiet 22a teilweise, so daß in dem Überlappungsteil von 22a die Magnetisierungsrichtung umgekehrt wird. Nach der Magnetisierung des Gebiets 22b werden die Gebiete 22c, ..., 22g mit Hilfe der Strahlungsimpulse 20c, ..., 20g und der Erregerstromimpulse 21c, ...,21g magnetisiert, was ein Muster magnetischer Domänen 23 mit einer ersten Magnetisierungsrichtung und Domänen 24 mit einer zweiten Magnetisierungsrichtung ergibt, so wie in Fig. 2 gezeigt wird.
Es sei bemerkt, daß die Richtung der Magnetisierung außerhalb der Domänen 23 und 24 in Fig. 2 nicht angegeben wird. Tatsächlich ist die Aufzeichnungsschicht außerhalb der genannten Domänen in einer der beiden möglichen Richtungen magnetisiert.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zum Aufzeichnen von Information hat den Vorteil, daß die Spule 12 nur während der sehr kurzen Abkühlungszeitdauer für die Gebiete 20 erregt zu werden braucht, wodurch die Wärmeableitung infolge der Ohmschen Verluste in den Spulenwindugen begrenzt werden kann. Außerdem kann dadurch auch die Wärmeableitung in der Erregerschaltung 14 beschränkt werden.
Obwohl das Verfähren auch bei Spulen mit einem Kern aus magnetischem Material vorteilhaft ist, ist die Verwendung einer Spule ohne Kern aus magnetischem Material bei hohen Schreibgeschwindigkeiten vorzuziehen. Wenn der Kern aus magnetischem Material weggelassen wird, ist zwar ein größerer Erregerstrom für ein Magnetfeld gleicher Starke erforderlich, was zu einer Zunahme der Ohmschen Verluste in der Spule führt, aber bei sehr hohen Frequenzen wird diese Zunahme durch die bei Erhöhung der Frequenz auftretende starke Zunahme der Wärmeableitung in dem magnetischen Material aufgewogen. Die Wärmeableitung in dem magnetischen Material ist nämlich viel frequenzabhängiger als die Zunahme der Ohmschen Verluste bei zunehmender Frequenz.
Fig. 4 und 5 erläutern den Einfluß der Größe der Überlappung der Strahlungsimpulse 20 und der Erregerstromimpulse 21 auf den Rauschabstand beim Auslesen des so gebildeten Musters magnetischer Domänen.
In Fig. 4 wird das Ende des Strahlungsimpulses 20 durch t0 angedeutet und der Anfang des Erregerstromimpulses durch t1. Das Zeitintervall t1-t0 wird mit T bezeichnet. Fig. 5 zeigt den Rauschabstand als Funktion des Zeitintervalls T. Eine für eine Impulsbreite von 50 ns ausgeführte Messung hat ergeben, daß der Rauschabstand optimal ist, wenn der Anfang des Erregerstromimpulses ungefähr 12 ns vor dem Ende des Strahlungsimpulses liegt.
Fig. 6 erläutert den Temperaturverlauf in der Abtastrichtung (x) für den Fall, daß die Dauer der Strahlungsimpulse 80 ns beträgt, die Abtastgeschwindigkeit 1,2 m/s und die Frequenz der Strahlungsimpulse 4,32 MHz ist. Diese Werte für die Frequenz und Abtastgeschwindigkeit entsprechen einer üblichen Bitrate und Abtastgeschwindigkeit bei Aufzeichnung digitaler Signale entsprechend dem CD-Standard. Die Bezugszeichen 60, 61, 62, 63, 64 und 65 geben den Temperaturverlauf am Anfang des Strahlungsimpulses und jeweils 20 ns, 40 ns, 60 ns, 80 ns und 100 ns nach Beginn des Strahlungsimpulses an. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, steigt die Temperatur während der Erzeugung des Strahlungsimpulses bis über die Schreibtemperatur Ts an, bis am Ende des Strahlungsimpulses (nach 80 ns) die maximale Temperatur erreicht ist. Danach sinkt die Temperatur sehr schnell unter die Schreibtemperatur Ts. Für die Lagegenauigkeit der Grenzen der zu bildenden magnetischen Domänen ist es wichtig, daß der Temperaturgradient am Ort der Domänengrenzen hoch ist. Die Domänengrenzen liegen an Stellen, wo die Temperatur der Aufzeichnungsschicht die Schreibtemperatur schneidet. In Fig. 6 haben diese Stellen die Bezugszeichen 66 und 67.
Es wird deutlich sein, daß der Einfluß von Schwankungen in der Umgebungstemperatur, Änderungen der Schreibempfindlichkeit und der Magnetfeldstärke auf die Lagegenauigkeit der Grenze der gebildeten magnetischen Domäne mit Zunahme des Temperaturgradienten in dem Grenzbereich abnimmt.
Es sei bemerkt, daß der Temperaturgradient zunimmt, wenn die benötigte Energie der Aufzeichnungsschicht in kürzerer Zeit zugeführt wird. Daher ist es vorteilhaft, Strahlungsimpulse mit im Vergleich zur Impulsfolgedauer geringer Länge zu wählen.
Zur Erläuterung zeigt Fig. 7 den Temperaturverlauf in der Aufzeichnungsschicht für den Fall, daß die Aufzeichnungsschicht mit einem Strahlungsbündel konstanter Intensität abgetastet wird. Ein Vergleich der Temperaturverläufe aus den Fig. 6 und 7 zeigt deutlich, daß beim Abtasten mit einem Strahlungsbündel konstanter Intensität der Temperaturgradient wesentlich geringer ist als beim Abtasten mit einem gepulsten Strahlungsbündel.
Fig. 8 zeigt ein erstes Beispiel einer zur Steuerung des Aufzeichnungsprozesses für ein digitales Informationssignal Vi bestimmter Bitrate, beispielsweise ein NRZ-moduliertes Signal wie in Fig. 9, geeigneten Synchronisationsschaltung. Die in Fig. 8 gezeigte Synchronisationsschaltung umfaßt eine Schaltung zur Rückgewinnung eines Kanaltaktsignals Vcl, dessen Frequenz gleich der Bitrate des Informationssignals Vi ist. Eine solche Schaltung kann einen Phasendetektor 80 einer üblichen Art umfassen, der bei jedem Nulldurchgang des Informationssignals Vi die Phasendifferenz zwischen diesem Nulldurchgang und dem Taktsignal Vcl bestimmt. Der Phasendetektor 80 liefert ein Signal, das eine Anzeige der detektierten Phasendifferenz ist, über ein Schleifenfilter 82 an einen spannungsgesteuerten Oszillator 81. Der Oszillator erzeugt ein periodisches Signal mit einer Frequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches des Kanaltaktsignals Vcl ist, wobei das Kanaltaktsignal Vcl aus diesem periodischen Signal durch Frequenzteilung mit Hilfe eines Zählers 83 abgeleitet wird. Der Phasendetektor 80, das Schleifenfilter 82, der spannungsgesteuerte Oszillator 81 und der Zähler 83 bilden eine Phasenregelschleife üblicher Art.
Der Stand des Zählers 83 wird der Decodierschaltung 85 über einen Bus 84 zugeführt, wobei die Decodierschaltung drei logische "1"-Signale 86a, 86b und 86c erzeugt, wenn drei aufeinanderfolgende Zählerstände erreicht werden. Die Signale 86a und 86b werden den Eingängen eines Zwei-Eingangs-UND-Gatters 87 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 87 wird der Lasermodulationsschaltung 13 zugeführt, die in Reaktion auf jeden Impuls des Ausgangssignals des UND-Gatters 87 ein impulsförmiges Steuersignal für den Laser 8 erzeugt. Die Signale 86b und 86c werden einem Zwei-Eingangs-UND-Gatter 88 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 88 dient als Steuersignal für einen elektronischen Schalter 89. Das Informationssignal Vi wird einem ersten Eingang des Schalters 89 zugeführt, wobei ein zweiter Eingang des Schalters 89 mit Erdpotential verbunden ist. Je nach dem Logikwert des von dem UND- Gatter 88 empfangenen Steuersignals verbindet der elektronische Schalter 89 den Ausgang des Schalters 89 mit dem ersten oder dem zweiten Eingang des Schalters 89. Das am Ausgang des Schalters 89 resultierende Signal 90 umfaßt eine Pulsfolge einer Frequenz, die gleich der Bitrate des Signals Vi ist, wobei die Polarität der Impulse von der momentanen Polarität des Informationssignals Vi abhängt. Das Signal 90 wird der Erregerschaltung 14 zugeführt. Die Erregerschaltung 14 kann beispielsweise einen Hochspannungsverstärker 91 umfassen, der eine der Eingangsspannung des Verstärkers 91 proportionale Spannung erzeugt. Der Ausgang des Verstärkers 91 ist mit der Spule 12 über einen Widerstand 92 verbunden, wobei der Widerstand 92 dazu dient, den Erregerstrom zu begrenzen. Der Widerstandswert des Widerstands 92 und die Induktivität der Spule 12 werden aneinander so angepaßt, daß die Zeitkonstante der so gebildeten RL-Schaltung im Vergleich zur Impulsbreite des Erregerstromimpulses klein ist.
Zusätzlich zu dem Informationssignal Vi und dem Kanaltaktsignal Vcl zeigt Fig. 9 die von der Schaltung von Fig. 8 erzeugten Strahlungsimpulse 20 und Erregerstromimpulse 21 und das resultierende Muster magnetischer Domänen 23 und 24. In dem so gebildeten Muster werden die Teile des Signals mit hohem Signalpegel durch die Domänen 24 und die Teile des Signals Vi mit niedrigem Signalpegel durch die Domänen 23 dargestellt.
Fig. 10 zeigt ein zweites Beispiel einer Synchronisationsschaltung 15, die zur Aufzeichnung FM-modulierter Signale geeignet ist. Die Schaltung umfaßt einen spannungsgesteuerten Oszillator 100 zur Erzeugung eines periodischen impulsförmigen Signals Vcl', dessen Frequenz dem Eingangssignal Vi' entsprechend moduliert ist. Das Signal Vi' und das FM-modulierte Signal Vcl' werden in Fig. 11 gezeigt. Es sei bemerkt, daß Fig. 11 nur drei verschiedene Signalpegel für das Signal Vi' zeigt. Es wird jedoch deutlich sein, daß der Signalpegel für das Signal Vi' jeden beliebigen Wert zwischen einem niedrigsten und einem höchsten Pegel annehmen kann. Das Steuersignal für die Lasermodulationsschaltung 13 wird unmittelbar aus dem FM-modulierten Signal Vcl' mit Hilfe einer Verzögerungsschaltung 101 abgeleitet, die das Signal Vcl' um eine bestimmte Zeitdauer verzögert. Das Steuersignal für die Erregerschaltung 14 wird ebenfalls aus dem FM-modulierten Signal abgeleitet. Hierzu umfaßt die Synchronisationsschaltung 15 einen Frequenzteiler 102, der aus dem Signal Vcl' ein NRZ-Signal 103 ableitet, mit einer Frequenz, die ein Teilfaches der Frequenz des Signals Vcl ist (beispielsweise ein Viertel). Das Signal Vi', das Signal Vcl' und das Ausgangssignal 103 des Frequenzteilers 102 werden in Figur 11 gezeigt. Das Signal 103 wird einem ersten Eingang eines elektronischen Schalters 104 zugeführt. Ein zweiter Eingang des elektronischen Schalters 104 ist mit Erdpotential verbunden. Das Steuersignal für den elektronischen Schalter 104 wird mit Hilfe einer Verzögerungsschaltung 105 unmittelbar aus dem Signal Vcl' abgeleitet. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsschaltung 105 und der Verzögerungsschaltung 101 werden so gewählt, daß das Ausgangssignal der Schaltung 105 dem Ausgangssignal der Schaltung 101 so weit nacheilt, daß der Anfang eines Impulses am Ausgang der Schaltung 105 vor dem Ende des zugehörigen Impulses am Ausgang der Schaltung 101 liegt. Fig. 11 zeigt auch die mit Hilfe der Schaltung aus Fig. 10 erhaltenen Strahlungsimpulse 20, Erregungsimpulse 21 und das zugehörige Muster magnetischer Domänen 23 und 24.
Die in Fig. 10 und 11 gezeigte Ausführungsform der Erfindung nutzt vorteilhaft die Tatsache, daß aufeinanderfolgende Gebiete 22 einander überlappen, so daß die Länge der Domänen innerhalb bestimmter Grenzen durch Veränderung der Frequenz, mit der die Strahlungsimpulse 20 und die Erregerstromimpulse 21 erzeugt werden, verändert werden kann. Eine zusammenhängende Domäne wird immer erhalten, wenn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgender Impulse so klein ist, daß die Gebiete 22 einander überlappen.
Fig. 12 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufzeichnungseinrichtung. In Fig. 12 haben den Komponenten von Fig. 1 entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen. Die Aufzeichnungseinrichtung in Fig. 12 umfaßt ein Fokussteuerungssystem einer üblichen Art mit der Linse 11, einem halbdurchlässigen Spiegel 120, einem Dachprisma 121, einem System strahlungsempfindlicher Detektoren 122, einer Subtrahierschaltung 123, einer Steuerschaltung 124 und einem Stellglied 125. Das an der Aufzeichnungsschicht 2 reflektierte Strahlenbündel wird über den halbdurchlässigen Spiegel 120 zum Dachprisma 121 durchgelassen. Das Dachprisma 121 teilt das Strahlungsbündel in zwei Teilbündel 9a und 9b auf, die auf das System strahlungsempfindlicher Detektoren 122 gerichtet werden. Bei diesem allgemein bekannten Verfahren ist der Intensitätsunterschied zwischen den Teilbündeln 9a und 9b ein Maß für den Fokussierungsfehler. Die Subtrahierschaltung 123 leitet aus den von dem Detektor 122 gelieferten Meßsignalen ein Signal ab, das eine Angabe für diesen Intensitätsunterschied ist. Dieses Signal wird der Steuerschaltung 124 zugeführt, die für das Stellglied 125 ein solches Steuersignal generiert, daß das Stellglied 125 das Strahlungsbündel durch Bewegen der Linse 11 auf die Aufzeichnungsschicht 2 fokussiert hält, was bedeutet, das der Abstand zwischen der Linse 11 und der Aufzeichnungsschicht 2 konstant gehalten wird.
Wenn die Spule 12 eine Spule mit transparentem Kern ist, beispielsweise eine Luftspule, kann sie an der Unterseite der Linse 11 so befestigt werden, daß das Strahlungsbündel 9 über den transparenten Kern der Spule 12 auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet wird. Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, daß der Abstand zwischen der Spule 12 und der Aufzeichnungsschicht während des Aufzeichnens konstant gehalten wird, was bedeutet, daß die Bedingungen, unter denen das von dem Strahlenbündel 9 erwärmte Gebiet der Aufzeichnungsschicht 2 magnetisiert wird, immer konstant bleiben, was günstig für die Aufzeichnungsqualität ist.
Fig. 13 zeigt ein Beispiel für die Luftspule 12, deren Form so gewählt ist, daß die Wärmeableitung in der Spule für einen gegebenen Durchmesser D und einen Abstand L vom Aufzeichnungsträger 1 minimiert wird.
Die optimale Spulenform kann folgendermaßen ermittelt werden. Die Lage der ersten Windung 130a der Spule 12 wird durch die Wahl von L und D festgelegt. Anschließend wird die Lage der nächsten Windung so gewählt, daß das Verhältnis aus der Wärmeableitung in dieser Spule und dem von dieser Spule in dem Aufzeichnungsträger 1 erzeugten Magnetfeld minimal ist. Die Lage der folgenden Windung wird dann in entsprechender Weise bestimmt. Dieses Verfahren des Hinzufügens von Windungen wird fortgesetzt, bis das von allen Windungen erzeugte Magnetfeld ausreichend ist.

Claims

1. Verfahren zur Aufzeichnung von Information auf einem Aufzeichnungsträger (1) mit einer magnetooptischen Aufzeichnungsschicht (2), wobei durch Abtasten der Aufzeichnungsschicht (2) mit einem Strahlungsbündel (9) zur vorübergehenden lokalen Erwärmung der Aufzeichnungsschicht (2) in der Aufzeichnungsschicht ein Muster magnetischer Domänen (23, 24) mit einer ersten und einer zweiten Magnetisierungsrichtung gebildet wird, wobei die erwärmten Teile der Aufzeichnungsschicht einem Magnetfeld ausgesetzt werden, das nahezu senkrecht auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet wird und mit Hilfe einer Spule (12) erzeugt wird, wobei die Spule mit einem Erregerstrom erregt wird, der einem Informationssignal entsprechend moduliert ist, wobei während dieser Modulation der Erregerstrom während erster Zeitintervalle eine erste Polarität und während zweiter Zeitintervalle eine zweite Polarität hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsbündel pulsmoduliert ist, daß die ersten und zweiten Zeitintervalle durch dritte Zeitintervalle getrennt werden, in denen keine Erregerströme erzeugt werden, die Phasenbeziehung zwischen den Zeitintervallen, in denen Strahlungsimpulse erzeugt werden, und den ersten und zweiten Zeitintervallen aufrechterhalten wird, so daß Kühlung der erwärmten Teile der Aufzeichnungsschicht im wesentlichen innerhalb der ersten oder der zweiten Zeitintervalle erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zeitintervalle die Zeitintervalle, bei denen die Strahlungsimpulse erzeugt werden, teilweise überlappen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (12) von einer Art ist, die einen Kern aus nicht-magnetischem Material hat.

4. Magnetooptische Aufzeichnungseinrichtung zur Aufzeichnung von Information auf dem Aufzeichnungsträger (1) mit einer Aufzeichnungsschicht (2) aus magnetooptischem Material, wobei die Aufzeichnungseinrichtung ein optisches System (7) zum Abtasten der Aufzeichnungsschicht (2) mit Hilfe eines Strahlungsbündels (9) umfaßt, um so den abgetasteten Teil der Aufzeichnungsschicht lokal zu erwärmen, sowie eine Spule (12) zur Erzeugung eines Magnetfeldes im abgetasteten Teil der Aufzeichnungsschicht (2), wobei dieses Feld nahezu senkrecht auf die Aufzeichnungsschicht (2) gerichtet ist, und eine Erregerschaltung (14) zur Erzeugung eines Erregerstroms in der Spule, wobei der Strom einem Informationssignal entsprechend moduliert ist, so daß der Strom während erster Zeitintervalle eine erste Polarität und während zweiter Zeitintervalle eine zweite Polarität hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung Mittel (13) zur Pulsmodulation des Strahlungsbündels umfaßt, daß die Erregerschaltung (14) zur Unterbrechung der Erzeugung des Erregerstroms während dritter Zeitintervalle, die die ersten und zweiten Zeitintervalle voneinander trennen, eingerichtet ist, und daß die Aufzeichnungseinrichtung weiterhin eine Synchronisationsschaltung (15) umfaßt, um eine zuvor bestimmte Phasenbeziehung zwischen den Zeitintervallen, in denen die Strahlungsimpulse (20) des Strahlungsbündels erzeugt werden, und den ersten oder zweiten Zeitintervallen aufrecht zu erhalten, so daß das Abkühlen der erwärmten Teile der Aufzeichnungsschicht im wesentlichen in dem ersten oder zweiten Zeitintervall erfolgt.

5. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zuvor bestimmte Phasenbeziehung so gewählt wird, daß die ersten oder zweiten Zeitintervalle den Zeitintervallen, in denen Strahlungsimpulse erzeugt werden, in einem solchen Ausmaß nacheilen, daß die ersten oder zweiten Zeitintervalle und die Zeitintervalle, in denen Strahlungsimpulse (20) erzeugt werden, einander teilweise überlappen.

6. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, zum Aufzeichnen binärer Informationssignale mit einer bestimmten Bitrate, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsschaltung (15) zum Synchronisieren der Zeitintervalle, in denen die Strahlungsimpulse (20) erzeugt werden, und der ersten oder zweiten Zeitintervalle mit der Bitfolgenerzeugung des Informationssignals eingerichtet ist, und daß die Mittel (14) zum Modulieren des Erregerstroms eingerichtet sind, um den Erregerstrom in den ersten und zweiten Zeitintervallen mit einer durch den Logikwert des Informationssignals bestimmten Polarität zu erzeugen.

7. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung einen Oszillator (81) zur Erzeugung eines periodischen Signals umfaßt, daß die Synchronisationsschaltung (15) eingerichtet ist, um die Erzeugungszeitpunkte für die Strahlungsimpulse (20) und die ersten oder zweiten Zeitintervalle aus dem periodischen Signal abzuleiten, und daß die Synchronisationsschaltung (15) außerdem Mittel zum Aufrechterhalten einer festen Phasenbeziehung zwischen dem Informationssignal und dem periodischen Signal umfaßt.

8. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Phasenvergleichsmittel (80) zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem Informationssignal umfaßt sowie Mittel (82) zur Synchronisation des Informationssignals mit dem periodischen Signal in Abhängigkeit von der detektierten Phasendifferenz.

9. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 7 zum Aufzeichnen eines FM- modulierten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsschaltung (15) einen Oszillator (100) zur Erzeugung eines FM-modulierten periodischen Signals umfaßt, Mittel zur Erzeugung von Strahlungsimpulsen (20) synchron zum periodischen Signal und Mittel zur Erzeugung des Erregerstroms in den ersten oder zweiten Zeitintervallen synchron zum periodischen Signal, so daß eine Anzahl erster Zeitintervalle immer mit einer gleichen Anzahl zweiter Zeitintervalle abwechselt.

10. Aufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (12) von einer Art ist, die einen Kern aus nicht-magnetischem Material hat.

11. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System Fokussierungsmittel (11) zur Fokussierung des Strahlungsbündels hat, wobei die Aufzeichnungseinrichtung Mittel (122, 123,124, 125) zum Aufrechterhalten eines zuvor bestimmten Abstandes zwischen den Fokussierungsmitteln (11) und der Aufzeichnungsschicht (2) umfaßt, um das Strahlungsbündel (9) auf die Aufzeichnungsschicht (2) zu fokussieren, und daß der Kern der Spule (12) strahlungsdurchlässig und mechanisch mit den Fokussierungsmitteln gekoppelt ist, wobei die Spule (12) so angeordnet ist, daß das Strahlungsbündel (9) über den Kern der Spule (12) auf die Aufzeichnungsschicht (2) projiziert wird.