DE69122702T2

DE69122702T2 - Magnetkopf

Info

Publication number: DE69122702T2
Application number: DE69122702T
Authority: DE
Inventors: Shunichi Hashimoto; Hideki Matsuda; Takehiro Nagaki; Yoshitaka Ochiai
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2011-08-22
Also published as: EP0472188A1; EP0472188B1; JPH04105235A; DE69122702D1; US5296989A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Magnetkopf und insbesondere einen solchen, der einen magneto-optischen Effekt zur Wiedergabe von Magnetplatten verwendet.

Beschreibung des Standes der Technik

Bekannte plattenförmige Speichermedien enthalten Magnetplatten, Floppydiscs, Festplatten (Compactdiscs und Laserdiscs) und magneto-optische Platten. Bei diesen werden die Daten auf den Magnetplatten mittels eines Magnetkopfes aufgezeichnet, wiedergegeben und gelöscht. Die Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung der Daten auf bzw. von den Magnetplatten werden meistens mittels der magnetischen Induktion ausgeführt. Eine Eigenschaft der Magnetplatten ist, daß die darauf gespeicherten Daten überschrieben werden können. Da die Magnetplatten auf der magnetischen Induktionsmethode beruhen, muß ihre Spurweite einige zehn µm betragen. Soweit die magnetische Induktionsmethode verwendet wird, läßt sich diese Spurweite nur schwer verringern. Zur Zeit untersucht man den sogenannten MR-(magnetischen Widerstands)-Kopf, der mit dem magnetischen Widerstandseffekt arbeitet. Wenn jedoch der MR-Kopf in der Praxis eingesetzt wird, beträgt die zu erwartende Spurbreite immer noch mehrere µm.
Andererseits haben optische und magneto-optische Platten jeweils Spurweiten von 1,6 µm. Diese geringe Spurweite bietet bei den optischen oder magneto-optischen Platten tatsächlich eine sehr dichte Speicherung sehr großer Datenmengen. Bei den optischen oder magneto-optischen Platten kann der Durchmesser des Aufzeichnungspits auf 0,6 µm verringert werden, wenn ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 780 nm eingesetzt ist. Wenn die Wellenlänge des Laserstrahls kürzer wird, kann der Fleckdurchmesser entsprechend kleiner werden. Dadurch kann die Aufzeichnungsdichte auf der Platte entsprechend höher werden. Beim jetzigen Stand der Technik läßt sich jedoch ein kurzwelliger Laserstrahl, der von blau bis außerhalb des nahen Violetbereichs reicht, nur schwer realisieren; d.h. daß sich in der Praxis die Aufzeichnungsdichte auf der Platte durch die Verkürzung der Wellenlänge des Laserstrahls nicht anbietet. Anders als bei Compact- oder Laserdiscs hat die magneto-optische Platte einen herausragenden Vorteil; letztere erlaubt ein wiederholtes Überschreiben der gespeicherten Daten. Allerdings muß die Geschwindigkeit, mit der die Daten überschrieben werden, oder die Geschwindigkeit, mit der der Zugriff zur magneto-optischen Platte ausgeführt wird, für den praktischen Einsatz noch verbessert werden.
Eine bemerkenswerte Eigenschaft des Magnetkopfs besteht darin, daß sich mit ihm die Aufzeichnungswellenlänge leicht auf 0,6 µm oder sogar darunter durch die Verkürzung seiner Spaltlänge reduzieren läßt. Wenn der größte Nachteil der magnetischen Platten, d.h. die große Spurbreite, irgendwie durch die oben nahegelegte Anordnung gelöst werden könnte, würde sich auch die Aufzeichnungsdichte auf der Magnetplatte wesentlich erhöhen lassen.
Bei dem Magnetkopf stellt die Dicke ihrer der Magnetplatte gegenüberliegenden magnetischen Schicht die Spurweite dar. In diesem Fall kann man, wenn man die Wirbelstromverluste in Rechnung stellt, mit einer einige µm dicken magnetischen Schicht eine Verbesserung des Eingangs-/Ausgangsfrequenzgangs im Hochfrequenzbereich (> 10 MHz) erwarten, im Vergleich mit einer magnetischen Schicht, die einige 10 µm dick ist. Allerdings erschwert die auf einer Spulenanordnung beruhende magnetische Induktionsmethode, wie bereits beschrieben, die Wiedergabe von Daten aus Spuren, deren Weite einige µm oder weniger beträgt. Es gibt die Möglichkeit, wie schon erwähnt, durch den Einsatz des MR- Kopfs Daten von Spuren wiederzugeben, die einige µm breit sind. Dies ist jedoch die Grenze; mit dem bekannten Stand der Technik lassen sich Daten von noch schmaleren Spuren nur schwer wiedergeben. Von den Methoden zur Erfassung des Magnetisierungszustandes eines magnetischen Materials ist das Verfahren, das mit der kleinsten magnetischen Materialdicke arbeitet, dasjenige, das magneto-optische Effekte verwendet, wie z.B. den Kerr-Effekt. Dieser magneto-optische Effekt ist eine Erscheinung, durch die die Polarisationsebene eines auf ein magnetisches Material fallenden linear polarisierten Lichtstrahls in die positive oder negative Richtung verdreht wird, was vom Magnetisierungszustand des Materials abhängt. Da der Kerr-Rotationswinkel, der sich durch den longitudinalen oder transversalen Kerr-Effekt erreichen läßt, praktisch klein ist, ist auch das erzielbare Wiedergabesignal klein und deshalb der Einsatz dieses Kerr- Effekts zur Realisierung eines praktischen Verfahrens für die Datenwiedergabe von Magnetplatten ungeeignet.
EP-A-0 195 628 beschreibt einen magnetischen Aufzeichnungs- /Wiedergabekopf, durch den eine Datenwiedergabe mittels eines Lichtstrahls ausgeführt werden kann, der auf die Oberfläche eines magnetischen Dünnfilms fällt, der eine Achse mit leichter Magnetisierbarkeit hat. Dafür wird ein Laserstrahl senkrecht oder unter einem bestimmten Auftreffwinkel auf die Oberfläche des Dünnfilms eingestrahlt und der reflektierte Laserstrahl kann, z.B. durch den polaren Kerr-Effekt selektiert werden, der durch eine Änderung der Magnetisierung innerhalb des magnetischen Dünnfilms hervorgerufen wird. Der in EP-A-0 195 628 und in JP-A-57 183 646 beschriebene Stand der Technik schlägt den Einsatz eines magnetischen Dünnfilms vor, der eine Achse leichter Magnetisierbarkeit in einer zur Filmoberfläche senkrechten Richtung hat. Die Anordnung dieses magnetischen Dünnfilms ist jedoch so, daß der dadurch erzeugte polare Kerr-Effekt nur schwach ist, da fast der gesamte magnetische Fluß in dem Magnetkreis in der Oberfläche des magnetischen Dünnfilms verloren geht. Angesichts dieser Tatsache schlägt EP-A-0 195 628 eine Alternative zur Erzeugung eines vergrößerten Kerr-Effekts vor, indem eine besondere Anordnung eines quer- oder längsmagnetisierbaren Dünnfilms vorgesehen ist. Die Ansprüche 1 und 2 sind gegenüber der EP-A-0 195 628 gekennzeichnet.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Magnetkopf zu erzielen, der eine genügend hohe Empfindlichkeit zur Wiedergabe von Daten aus sehr schmalen Spuren hat.
Die obige Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung durch einen mit Anspruch 1 übereinstimmenden Magnetkopf gelöst.
Die obige Aufgabe ist außerdem in Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der Erfindung durch einen Magnetkopf gelöst, wie er im Anspruch 2 steht.
Abhängige Ansprüche 3 bis 10 spezifizieren vorteilhafte Weiterbildungen beider Aspekte der Erfindung.
Der Magnetkopf, der mit dem oben beschriebenen ersten Aspekt der Erfindung übereinstimmt, hat eine magnetische Feldkomponente, die im Streufeld nahe des zweiten Spalts G&sub2; enthalten ist, und die senkrecht zur Oberfläche des vertikal magnetisierbaren Films 3 gerichtet ist. Die senkrechte Streufeldkomponente magnetisiert den vertikal magnetisierbaren Film 3. Außerdem wird das Streufeld in Übereinstimmung mit dem magnetisierten Zustand des magnetischen Aufzeichnungsmediums 5 umgekehrt. Auf diese Weise läßt sich die Umkehr der Magnetisierung in dem vertikal magnetisierbaren Film 3 erfassen, wenn ein linear polarisierter Lichtstrahl auf den vertikal magnetisierten Film 3 gerichtet und ein polarer Kerr-Drehwinkel daraus erfaßt wird. Diese Erscheinung wird verwendet, um die Daten vom magnetischen Aufzeichnungsmedium 5 wiederzugeben. Im obigen Fall erzielt der polare Kerr-Effekt einen größeren Drehwinkel als der longitudinale oder transversale Kerr-Effekt. Dies ergibt dann eine genügende Stärke des Wiedergabeausgangssignals und somit auch eine genügend große Empfindlichkeit bei der Wiedergabe der Daten. Außerdem stellt die Dicke des zum magnetischen Aufzeichnungsmedium 5 hin weisenden magnetischen Pfads 1 wirklich die Spurbreite dar. Da sich die Dicke des magnetischen Pfads leicht auf Submikrometerdimension verringern läßt, können die Daten von sehr schmalen Spuren reproduziert werden.
Der mit dem oben beschriebenen zweiten Aspekt der Erfindung übereinstimmende Magnetkopf hat einen einpoligen Magnetkopf und sein vertikal magnetisierbarer Film 3 liegt an der zweiten Spitze eines bleistiftförmigen Magnetglieds, das von der vertikalen Magnetfeldkomponente magnetisiert wird, die im Streufeld nahe der zweiten Spitze des Magnetglieds 1 vorhanden ist. Wie bei dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Magnetisierung des vertikal magnetisierbaren Films 3 in Übereinstimmung mit dem Magnetisierungszustand des magnetischen Aufzeichnungsmediums 5 umgekehrt. Deshalb läßt sich die Umkehr der Magnetisierung im vertikal magnetisierbaren Film 3 erfassen, wenn man einen linear polarisierten Lichtstrahl auf den vertikal magnetisierbaren Film 3 richtet und davon den polaren Kerr-Drehwinkel erfaßt. Diese Erscheinung wird zur Wiedergabe der Daten vom magnetischen Aufzeichnungsmedium 5 verwendet. In diesem Fall wird auch der polare Kerr-Effekt verwendet. Dies gestattet auch die Wiedergabe der Daten von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 5 mit genügend hoher Empfindlichkeit. Gleichermaßen stellt der Durchmesser des zum Aufzeichnungsmedium 5 weisenden magnetischen Pfads 1 die Spurweite dar. Da sich der Durchmesser des magnetischen Pfads leicht auf Submikrometermaß verringern läßt, lassen sich Daten von sehr schmalen Spuren wiedergeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1(A) ist ein Grundriß eines ringförmigen Magnetkopfs, der eine erste Ausführung der Erfindung verkörpert;
Fig. 1(B) ist eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 1(C) ist eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung
Fig. 2 ist ein teilweise vergrößerter Grundriß der ersten Ausführung, der das Streufeld in der Nähe ihrer Spalte zeigt;
Fig. 3 ist eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung, die veranschaulicht, wie sie zur Datenwiedergabe von einer Magnetplatte eingesetzt wird;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des polaren Kerr-Drehwinkels θK und dessen Verteilung bei der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ist eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung, die darstellt, wie sie bei der Datenwiedergabe von einer Magnetplatte mit einer einen vertikal magnetisierbaren Film aufweisenden Aufzeichnungsschicht verwendet wird;
Fig. 6(A) ist ein Grundriß eines ringförmigen Magnetkopfs, der eine zweite Ausführungsform der Erfindung verkörpert;
Fig. 6(B) ist eine Vorderansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6(C) ist eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 ist eine teilweise vergrößerte ebene Darstellung der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die das Streufeld nahe der Magnetspalte zeigt;
Fig. 8 ist eine Vorderansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die veranschaulicht, wie sie für die Datenwiedergabe von einer Magnetplatte verwendet wird;
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung des Drehwinkels θK des polaren Kerr-Effekts und dessen Verteilung bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10(A) ist eine ebene Ansicht eines einpoligen Magnetkopfs, der eine dritte Ausführungsform der Erfindung verkörpert;
Fig. 10(B) ist eine Vorderansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 ist eine Vorderansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung, die veranschaulicht, wie sie zur Wiedergabe von Daten von einer Magnetplatte verwendet wird;
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung des Drehwinkels θK des polaren Kerr-Effekts und dessen Verteilung bei der dritten Ausführungsform der Erfindung;
die Figuren 13 bis 16 sind jeweils Querschnittsdarstellungen, die zeigen, wie der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform vergrößert ist;
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm einer typischen Datenwiedergabeoptik, die eine Ausführungsform der Erfindung verwendet;
Fig. 18 ist eine teilweise ebene Ansicht einer Anordnung zur Führung eines linear polarisierten Lichtbündels unter Verwendung einer Faseroptik; und
Fig. 19 ist eine Querschnittsansicht einer typischen Magnetplatte, bei der die Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden können.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nun bezogen auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei bezeichnen durch die gesamte Zeichnung hindurch die gleichen Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile.
Die Figuren 1(A) bis 1(C) stellen einen ringförmigen Magnetkopf dar, der eine erste Ausführung der Erfindung verkörpert. Die Figuren 1(A), 1(B) und 1(C) sind jeweils ein Grundriß, eine Vorderansicht und eine Seitenansicht der ersten Ausführung.
In den Figuren 1(A) bis 1(C) bezeichnet die Ziffer 1 einen ringförmigen Typ eines magnetischen Pfads oder ein ringförmiges Magnetglied, das eine vorgegebene Dicke hat. Die Dicke des ringförmigen Magnetglieds 1 repräsentiert die Spurbreite WT der zu verwendenden Magnetplatte. Der Außen- und Innendurchmesser des magnetischen Glieds 1 läßt sich jeweils mit etwa 30 und 20 µm und seine Dicke mit etwa 0,2 bis 0,3 µm angeben. Das ringförmige magnetische Glied 1 hat zwei um 180º gegeneinander versetzte Spalte G&sub1; und G&sub2;. Der Spalt G&sub1; ist zum magnetischen Aufzeichnungsmedium gerichtet, wenn der ringförmige Magnetkopf in Betrieb ist. Die Länge der Spalte G&sub1; und G&sub2; läßt sich jeweils zu 0,2 µm angeben.
Diese Spalte haben einen darauf abgeschiedenen Isolierfilm 2 (z.B. einen SiO&sub2;-Film).
Die Materialien, die den ringförmigen magnetischen Weg oder das ringförmige Magnetglied 1 bilden, sind solche, die eine hohe magnetische Flußdichte B und eine hohe magnetische Permeabilität µ haben, die gleichen Eigenschaften, die gewöhnliche weichmagnetische Materialien haben. Solche geeignete magnetische Materialien enthalten Ferrit, Permalloy, Sendust und unkristallisierte Metalle.
Bei der ersten Ausführung der Erfindung ist ein vertikal magnetisierbarer Film 3 bei vorbestimmter Form über dem Spalt G&sub2; auf einer Hauptebene des ringförmigen Magnetglieds 1 gebildet. Der vertikal magnetisierbare Film 3 besteht aus einem Material, das einen großen Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts, einen hohe Reflexionsgrad R und eine kleine Koerzitivkraft HC hat. Insbesondere kann der Film 3 ein aus einem Co-Film und einem Pt-Film, einem Co-Film und einem Pd- Film oder einem Ni-Film und einem Pt-Film gebildeter Mehrlagenfilm sein; der Film 3 kann auch aus einer Co-Pd- Legierung bestehen. Wenn der Co-Pt- oder der Co-Pd- Mehrlagenfilm als vertikal magnetisierbarer Film 3 verwendet wird, sollte der Co-Film bevorzugt 2 bis 8 Å dick sein, das Dickenverhältnis des Co-Films zum Pt- oder Pd-Film sollte 0,8 oder kleiner sein, und die Gesamtdicke des Mehrlagenfilms 500 Å oder weniger. Wenn der Ni-Pt- Mehrlagenfilm als vertikal magnetisierbarer Film 3 verwendet wird, sollte der Ni-Film bevorzugt 7 bis 20 Å dick sein, der Pt-Film 2 bis 6 Å dick sein, und die Gesamtdicke des Mehrlagenfilms 500 Å oder weniger betragen. Wenn die Co-Pd- Legierung als vertikal magnetisierbarer Film 3 verwendet wird, sollte die Filmdicke bevorzugt 500 Å oder weniger betragen. Im Co-Pd-Legierungsfilm sollte Palladium (Pd) 70% oder mehr des prozentualen Atomverhältnisses ausmachen.
Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Aufzeichnungsspule. Wenn die erste Ausführung in Form des ringförmigen Magnetkopfs lediglich für die Datenwiedergabe verwendet wird, kann die Aufzeichnungsspule 4 weggelassen werden.
Nachstehend wird beschrieben, wie Daten von einer Magnetplatte bei Einsatz der ersten Ausführung der Erfindung wiedergegeben werden.
Bezogen auf Fig. 2 enthält das Streufeld in der Nähe des Spalts G&sub2; des ringförmigen Magnetkopfs eine senkrecht zur Oberfläche des über dem Spalt G&sub2; gebildeten vertikal magnetisierbarer Films gerichtete magnetische Feldkomponente. Diese senkrechte Streufeldkomponente magnetisiert den vertikal magnetisierbaren Film 3. Auf der anderen Seite wird das Streufeld in der Nähe des Spalts G&sub2; magnetisch in Übereinstimmung mit dem Magnetisierungszustand der Magnetplatte umgekehrt. Dadurch wird wiederum der Magnetisierungszustand des vertikal magnetisierbaren Films 3 entsprechend umgekehrt.
Bei der ersten Ausführung werden, wie Fig. 3 zeigt, zwei linear polarisierte Lichtbündel auf die Oberfläche des vertikal magnetisierbaren Films 3 zu beiden Seiten des Spalts G&sub2; eingestrahlt. (S&sub1; und S&sub2; bezeichnet die durch das Einstrahlen der Lichtbündel auf den vertikal magnetisierbaren Film 3 gebildeten Lichtflecke). Bei der obigen Anordnung wird der Rotationswinkel θK des polaren Kerr- Effekts im vertikal magnetisierbaren Film 3 erfaßt. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 5 die Magnetplatte, 5a einen aus einem in der Ebene magnetisierbaren Film bestehenden Aufzeichnungsfilm und 5b ein Substrat. Fig. 4 stellt graphisch den Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts dar, wie dieser bei der ersten Ausführung der Erfindung verteilt ist. In diesem Fall wird die Magnetisierung des vertikal magnetisierbaren Films 3 in Übereinstimmung mit dem Magnetisierungszustand in der Magnetplatte 5 umgekehrt. Demgemäß wird auch die Verteilung des Drehwinkels θK des polaren Kerr-Effekts umgekehrt. In Fig. 4 entsprechen die Kurven in durchgezogenen und gestrichelten Linien den Zuständen vor und nach der Umkehr der Magnetisierung des vertikal magnetisierbaren Films 3. Hier haben der Drehwinkel des polaren Kerr-Effekts des mit dem Lichtfleck S&sub1; bezeichneten linear polarisierten Lichtbündels und der Drehwinkel des polaren Kerr-Effekts des mit dem Lichtfleck S&sub1; bezeichneten linear polarisierten Lichtbündels umgekehrte Polarität, ihre Absolutwerte sind jedoch identisch. Wenn die zwei Winkel +θK auf der einen Seite und -θK auf der anderen Seite gegeben sind, wird die Magnetisierungsumkehr im vertikal magnetisierbaren Film 3 durch ein Signal dargestellt, das der Differenz 2θK zwischen diesen beiden Winkeln entspricht. Dieses Signal erzeugt das Wiedergabeausgangssignal.
Die vorangehende Beschreibung befaßte sich mit der Art der Datenwiedergabe von der Magnetplatte. Zur Aufzeichnung von Daten auf der Magnetplatte wird das magnetische Induktionsverfahren eingesetzt, bei dem ein Strom durch die Aufzeichnungsspule 4 geschickt wird.
Obwohl die Fig. 3 den Fall zeigt, bei dem der Aufzeichnungsfilm 5a der Magnetplatte 5 ein in der Ebene magnetisierbarer Film ist, kann die Wiedergabe und die Aufzeichnung von Daten ebenso in der oben beschriebenen Weise ausgeführt werden, wenn der Aufzeichnungsfilm 5a ein vertikal magnetisierbarer Film ist, wie er in Fig. 5 dargestellt ist.
Wie beschrieben, ist bei der ersten Ausführungsform der vertikal magnetisierbare Film 3, welcher an den Lichtflecken S&sub1; und S&sub2; von den linear polarisierbaren Lichtbündeln bestrahlt wird, über dem Spalt G&sub2; über der Hauptebene des ringförmigen magnetischen Glieds 1 gebildet. Die Magnetisierung des vertikal magnetisierbaren Films 3 wird übereinstimmend mit der Variation des Magnetisierungszustandes der Magnetplatte umgekehrt. Die Umkehr der Magnetisierung im Film 3 wird als Signal entsprechend 2θK erfaßt. Das auf diese Weise erfaßte Signal erzeugt ein Wiederausgabesignal genügender Stärke. Damit lassen sich wiederum Daten von der Magnetplatte mit ausreichender Empfindlichkeit wiedergeben. Da die Dicke des ringförmigen Magnetglieds 1 effektiv die Spurweite WT darstellt, können Daten von Spuren wiedergegeben werden, deren Weite nur 0,2 µ m beträgt. Auf diese Weise wird die Aufzeichnungsdichte der Magnetplatte beträchtlich angehoben.
Die Figuren 6(A) bis 6(C) zeigen einen andersartigen ringförmigen Magnetkopf, der eine zweite Ausführungsform der Erfindung verkörpert. Die Figuren 6(a), 6(B) und 6(C) sind jeweils eine ebene Darstellung, eine Vorder- und eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführung in Form des Ring-Magnetkopfs, wie ihn die Figuren 6(A) bis 6(C) zeigen, ist der Teil des Ring- Magnetpfads 1, der zur Magnetplatte hin weist, dünner als der restliche Teil desselben. Der dünnere Teil repräsentiert die Spurweite WT. In diesem Fall ist der vertikal magnetisierbare Film 3 über dem Spalt G&sub2; auf dem Außenumfang des ringförmigen Magnetglieds 1 gebildet.
Es folgt eine Beschreibung, wie Daten von der Magnetplatte bei Einsatz der zweiten Ausführung der Erfindung wiedergegeben werden können.
Wie Fig. 7 zeigt, existiert in der Nähe des Spalts G&sub2; des ringförmigen magnetischen Wegs 1 eine Streufeldkomponente, die senkrecht zur Oberfläche des über dem Spalt G&sub2; gebildeten vertikal magnetisierbaren Films 3 steht. Diese senkrechte Streufeldkomponente magnetisiert den vertikal magnetisierbaren Film 3. Die Magnetisierung des vertikal magnetisierbaren Films 3 wird übereinstimmend mit dem Magnetisierungszustand der Magnetplatte umgekehrt.
Bei der zweiten Ausführung, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, werden linear polarisierte Lichtbündel B&sub1; und B&sub2; auf beide Enden des vertikal magnetisierbaren Films 3 eingestrahlt. Dann wird der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts von den Lichtbündeln B&sub1; und B&sub2; erfaßt. Fig. 6(A) zeigt die Lichtflecken S&sub1; und S&sub2;, die von den Lichtbündeln auf dem vertikal magnetisierbaren Film 3 gebildet sind. Die Verteilung des Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts im obigen Fall hat den in Fig. 9 dargestellten Verlauf, der genauso ist, wie in Fig. 4.
Wie bei der ersten Ausführung gestattet auch die zweite Ausführung die Wiedergabe von Daten von sehr schmalen Spuren mit ausreichender Empfindlichkeit.
Die Figuren 10(A) und 10(B) zeigen einen einpoligen Magnetkopf, der eine dritte Ausführung der Erfindung verkörpert. Die Figuren 10(A) und 10(B) stellen jeweils eine ebene Ansicht und eine Vorderansicht der dritten Ausführung dar.
Bei der dritten Ausführung, die die Form eines einpoligen Magnetkopfs hat, wie er in den Figuren 10(A) und 10(B) dargestellt ist, ist der vertikal magnetisierbare Film 3 auf einem Ende eines bleistiftförmigen Magnetglieds 1 gebildet, das dem zur Magnetplatte weisenden Ende gegenüberliegt. In diesem Fall bestimmt der Durchmesser der Spitze des bleistiftförmigen Magnetglieds 1 die Spurweite WT.
Nachstehend wird beschrieben, wie bei Einsatz der dritten Ausführung der Erfindung Daten von der Magnetplatte wiedergegeben werden.
Der an einem Ende des bleistiftförmigen Magnetglieds 1 gebildete vertikal magnetisierbare Film 3 wird von einer magnetischen Feldkomponente magnetisiert, die im Streufeld in der Nähe dieses Endes vorhanden ist und die senkrecht zu diesem Ende steht. Die Magnetisierung des vertikal magnetisierbaren Films 3 wird übereinstimmend mit dem Magnetisierungszustand der Magnetplatte umgekehrt.
Bei der dritten Ausführung wird, wie Fig. 11 zeigt, das linear polarisierte Lichtbündel B auf den vertikal magnetisierbaren Film 3 eingestrahlt und der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts daraus erfaßt. In Fig. 10(A) bezeichnet das Bezugszeichen S den von dem linear polarisierten Lichtbündel B auf dem vertikal magnetisierbaren Film 3 gebildeten Lichtfleck. Fig. 12 veranschaulicht, wie der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts bei der dritten Ausführung verteilt ist. Auch in diesem Fall tritt die Umkehr der Magnetisierung im vertikal magnetisierbaren Film 3 in Übereinstimmung mit dem Magnetisierungszustand der Magnetplatte auf; die Umkehr wird als Signal entsprechend 2θK erfaßt. Das auf diese Weise erfaßte Signal erzeugt das Wiedergabeausgangssignal, wodurch die Daten von der Magnetplatte wiedergegeben werden.
Die dritte Ausführung der Erfindung hat dieselben Vorteile, wie die erste und zweite Ausführung. Es folgt eine Beschreibung, wie bei der ersten, zweiten und dritten Ausführung der Erfindung der Drehwinkel θK des polaren Kerr- Effekts gesteigert wird. Die Figuren 13 bis 16 stellen typische Anordnungen dar, um die Steigerung zu erzielen.
In der Anordnung von Fig. 13 ist der vertikal magnetisierbare Film 3 auf dem magnetischen Glied 1 gebildet und hat einen darauf abgeschiedenen dielektrischen Film 6 geeigneter Dicke, wodurch sich der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts vergrößert.
Bei der in Fig. 14 gezeigten Anordnung ist der dielektrische Film 6 auf dem magnetischen Glied 1 gebildet und hat einen darauf abgeschiedenen vertikal magnetisierbaren magneto- optischen Film 3, wodurch der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts vergrößert wird.
Bei der in Fig. 15 gezeigten Anordnung ist ein erster dielektrischer Film 6 auf dem magnetischen Glied 1 gebildet, der einen darauf abgeschiedenen vertikal magnetisierbaren Film 3 trägt, auf dem wiederum ein zweiter dielektrischer Film 6 abgeschieden ist, wodurch der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts erhöht wird.
Bei der in Fig. 16 gezeigten Anordnung ist ein reflektierender Film 7 zwischen dem magnetischen Glied 1 und dem vertikal magnetisierbaren Film 3 von Fig. 13 gebildet, um den Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts zu steigern. Trotzdem es nicht dargestellt ist, kann der reflektierende Film 7 auch bei den Anordnungen der Figuren 14 und 15 zwischen dem magnetischen Glied 1 und dem dielektrischen Film 6 zum selben Zweck gebildet sein.
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm eines typischen, der Datenwiedergabe dienenden optischen Systems, das einen die Erfindung verkörpernden Magnetkopf verwendet. In Fig. 17 ist eine Lichtquelle 8 eine Laserdiode (LD). Anders als bei Datenwiedergabeverfahren, die bei optischen oder magneto- optischen Platten verwendet werden, ist diese Wiedergabeoptik nicht auf die Verwendung kurzer Wellenlängen des Laserstrahls beschränkt; irgendeine Wellenlänge kann verwendet werden. Der von der Lichtquelle 8 erzeugte Laserstrahl geht durch einen Polarisator 9 und wird zum linear polarisierten Lichtbündel. Das linear polarisierte Lichtbündel trifft auf den auf dem Magnetglied 1 des die Erfindung verkörpernden Magnetkopfs gebildeten vertikal magnetisierbaren Film 3. Bei der Reflexion durch den vertikal magnetisierbaren Film 3 erzeugt das linear polarisierte Lichtbündel eine Drehung der Polarisationsebene θK aufgrund des polaren Kerr-Effekts. Das reflektierte Licht geht durch einen Analysator 11 bevor es von einem Lichtempfangsdetektor 12 empfangen wird. Der Lichtempfangsdetektor 12 gibt ein entsprechendes Signal aus.
Ein Weg, die Datenwiedergabeoptik zu realisieren, besteht in der Anwendung eines herkömmlichen, bei magneto-optischen Platten verwendeten Abnehmersystems. In diesem Fall muß das Abnehmersystem jedoch kleiner und leichter sein, um die Zugriffszeit zu verringern.
Eine andere Weise zur Realisierung der Datenwiedergabeoptik ist, die Optik festzumachen und eine optische Faseranordnung einzusetzen, die das linear polarisierte Lichtbündel zum vertikal magnetisierbaren Film 3 des Magnetkopfs leitet. Auf diese Weise ausgeführt, ist der Magnetkopf leicht und trägt zur verkürzung der Zugriffszeit bei. Bei der oben beschriebenen Anordnung ist es sehr wünschenswert, daß die Datenwiedergabeoptik aus den Wellenleiterelementen allein besteht und zusammen mit dem Magnetkopf integriert wird. Durch ihre geringe Größe und ihr geringes Gewicht bietet diese Optikanordnung die Eigenschaften einer verkürzten Zugriffszeit und bessere Aussichten für ihre Massenproduktion.
Fig. 18 veranschaulicht, wie ein Paar optischer Faserkabel 13 dazu verwendet wird, linear polarisierte Lichtbündel auf den vertikal magnetisierbaren Film 3 bei der ersten oder zweiten Ausführung der Erfindung zu führen.
Der Typ der Magnetplatte, bei der der die Erfindung verkörpernde Magnetkopf angewendet wird, ist nicht auf die herkömmlich verwendete Magnetplatte 5 beschränkt, wie sie oben erwähnt ist. Andere anwendbare Magnetplatten, wie sie Fig. 19 zeigt, haben einen auf einem gerillten Substrat 5b abgeschiedenen Aufzeichnungsfilm 5a. Dieser Magnetplattentyp verhindert das Übersprechen durch Verwendung der gestaffelten Rillenstruktur auf der Plattenoberfläche.
Zur Herstellung des Prototypen des erfindungsgemäßen Magnetkopfs verwendeten die Erfinder ein im Durchmesser 10 cm messendes Targetmaterial, das eine Zusammensetzung aus (Fe0,5Co0,5)&sub5;&sub5;Ni&sub3;&sub5;Cu&sub1;&sub0; hatte. Ein (Fe0,5Co0,5)&sub5;&sub5;Ni&sub3;&sub5;Cu&sub1;&sub0;-Film wurde durch Magretonzerstäubung in einer Argongasatmosphäre von 2x10&supmin;³ Torr über einem Al&sub2;O&sub3; TiC-Substrat gebildet. Die Koerzitivkraft HC des (Fe0,5Co0,5)&sub5;&sub5;Ni&sub3;&sub5;Cu&sub1;&sub0;-Films betrug 0,6 Oe für eine Filmdicke von 2000 Å.
Der vertikal magnetisierbare Film 3 wurde unter Verwendung eines Co Targetmaterials und eines Pt Targetmaterials hergestellt, die beide 10 cm Durchmesser hatten. Das Substrat wurde unter Rotation in einer Argon-Gas-Atmosphäre von 4x10&supmin;³ Torr der Zerstäubung unterworfen, wodurch ein Co- Pt-Mehrlagenfilm auf dem Substrat gebildet wurde. Die Dicke des Co-Films betrug 2,7 Å und die des Pt-Films 6,3 Å, und die gesamte Dicke des Mehrlagenfilms betrug 95 Å. Die Koerzitivkraft des Mehrlagenfilms betrug 1000 Oe. Der Drehwinkel θK des polaren Kerr-Effekts betrug bei der Messung 0,38º.
Während die bevorzugten Ausführungen der Erfindung unter Verwendung spezifischer Größen beschrieben wurden, dient die Beschreibung lediglich erläuternden Zwecken, und es ist verständlich, daß Änderungen und Variationen ausgeführt werden können, ohne daß vom Umfang der beigefügten Ansprüche abgewichen wird.
Beispielsweise kann das ringförmige Magnetglied 1 der ersten Ausführung durch das der zweiten Ausführung ersetzt werden. Außerdem kann das bleistiftförmige Magnetglied 1 der dritten Ausführung durch ein Magnetglied flachen Typs ersetzt werden.
Der vertikal magnetisierbare Film 3 der ersten oder zweiten Ausführungsform kann in jeder Form erzeugt werden, solange er über dem Spalt G&sub2; ausgebildet ist. Zum Beispiel kann der Film 3 über der gesamten Hauptebene des ringförmigen Magnetglieds 1 gebildet sein.
Die erste und zweite Ausführung der Erfindung arbeitet jeweils mit dem oben beschriebenen Differenzerfassungsverfahren, das die Differenz der Drehwinkel erfaßt. Das heißt, daß zwei linear polarisierte Lichtbündel auf den vertikal magnetisierbaren Film 3 gerichtet werden, so daß ein Signal erfaßt wird, das die Differenz zwischen den Drehwinkeln des polaren Kerr-Effekts der beiden Bündel darstellt. Alternativ kann ein linear polarisierter Lichtstrahl verwendet werden, und von diesem der Drehwinkel des polaren Kerr-Effekts erfaßt werden.
Wie beschrieben und erfindungsgemäß, können Daten mit ausreichender Empfindlichkeit von Spuren sehr geringer Weite wiedergegeben werden.

Claims

1. Magnetkopf, der aufweist:

- ein magnetisches Glied (1)

- einen magnetisierbaren Film (3), der auf dem magnetischen Glied gebildet ist,

- so daß ein linear polarisierter Lichtstrahl (B&sub1;, B&sub2;) auf den magnetisierbaren Film (3) eingestrahlt werden kann und die sich ergebende Umkehr der Magnetisierung in dem magnetisierbaren Film (3) eines polaren Kerr-Effekts erfaßbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- das magnetische Glied (1) ringförmig ist und seine Hauptebene senkrecht zu und über der Hauptebene eines magnetischen Speichermediums (5) steht,

- das Magnetglied einen ringförmigen magnetischen Weg erzeugt, der einen ersten Spalten (G&sub1;) der zum magnetischen Aufzeichnungsmedium (5) weist und einen zweiten Spalt (G&sub2;) hat, der gegenüber dem ersten Spalt um 180º versetzt ist,

- das Magnetglied (1) eine vorbestimmte Dicke wenigstens gegenüber dem magnetischen Speichermedium hat, die die Spurbreite (WT) des magnetischen Speichermediums (5) darstellt, und

- der Film (3) vertikal magnetisierbar und über dem zweiten Spalt (G&sub2;) über der Hauptebene oder dem äußeren Umfang des ringförmigen Magnetglieds (1) gebildet ist.

2. Magnetkopf, der aufweist:

- ein magnetisches Glied (1),

- einen auf dem magnetischen Glied gebildeten magnetisierbaren Film (3),

- so daß ein linear polarisierter Lichtstrahl (B&sub1;, B&sub2;) auf den magnetisierbaren Film (3) eingestrahlt werden kann und die sich ergebende Umkehr der Magnetisierung in dem magnetsierbaren Film (3) unter Verwendung eines polaren Kerr-Effekts erfaßbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- das magnetische Glied bleistiftförmig ist und mit seiner Längsachse senkrecht zu und über der Hauptebene eines magnetischen Speichermediums (5) steht und so einen einpoligen Magnetkopf bildet,

- eine erste Spitze des bleistiftförmigen Magnetglieds (1) zum magnetischen Aufzeichnungsmedium (5) hinweist und auf seiner zweiten Spitze der Film (3) abgeschieden ist, welcher vertikal magnetisierbar ist, so daß der vertikal magnetisierbare Film durch eine Magnetfeldkomponente magnetisiert wird, die im Streufeld in der Nähe der zweiten Spitze vorhanden ist und die senkrecht zur zweiten Spitze steht,

- der Durchmesser der zweiten Spitze die Spurbreite (WT) des magnetischen Aufzeichnungsmediums darstellt.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der vertikal magnetisierbare Film (3) ein Mehrschichtfilm ist.

4. Magnetkopf nach Anspruch 3, bei dem die Gesamtdicke des mehrschichtigen magnetisierbaren Films 50 nm oder weniger ist.

5. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, welcher eine Aufzeichnungsspule (4) aufweist.

6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, der weiterhin aufweist:

- einen Gleiter, dessen Oberteil den Magnetkopf haltert, und

- eine optische Faseranordnung, die einen linear polarisierten Lichtstrahl auf den auf dem Magnetkopf abgeschiedenen, vertikal magnetisierbaren Film leitet.

7. Magnetkopf nach Anspruch 3, bei dem der mehrschichtige Film aus abwechselnden Lagen eines ersten oder zweiten Metallfilms besteht, wobei die ersten Metallfilme entweder aus Co oder Ni bestehen, und die zweiten Metallfilme aus Pd oder Pt bestehen.

8. Magnetkopf nach Anspruch 7, bei dem die ersten und zweiten Metallfilme jeweils aus Co und Pt oder Co und Pd gebildet sind, und das Verhältnis der Dicke der zweiten Metallfilme zur Dicke der ersten Metallfilme ≤ 0,8 ist.

9. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem die in dem Lichtstrahl erfaßbare Umkehr der Magnetisierung 2θK, wobei θK der Drehwinkel der Polarisierung des genannten Lichtstrahls ist.

10. Magnetkopf nach Anspruch 1, der einen dielektrischen Film (6) enthält, der dem vertikal magnetisierbaren Film (6) benachbart ausgebildet ist.