JP2790685B2 - Magneto-optical recording method - Google Patents

Magneto-optical recording method

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JP2790685B2 JP1307554A JP30755489A JP2790685B2 JP 2790685 B2 JP2790685 B2 JP 2790685B2 JP 1307554 A JP1307554 A JP 1307554A JP 30755489 A JP30755489 A JP 30755489A JP 2790685 B2 JP2790685 B2 JP 2790685B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気記録媒体にレーザ光等の光ビームを
照射しながらバイアス磁界を印加することによって信号
の記録を行なう方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for recording a signal by applying a bias magnetic field while irradiating a magneto-optical recording medium with a light beam such as a laser beam.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、高密度・大容量のメモリとして、光ビームを用
いて記録或いは再生を行なう光メモリの開発が盛んに行
なわれている。中でも、光磁気記録媒体は、書き換えが
可能な光メモリとして大いに注目されている。このよう
な光磁気記録媒体への記録は通常、該媒体の磁性層の磁
化方向を所定方向に揃えておき、媒体に所定方向と反対
方向のバイアス磁界を印加しながら、記録信号に応じて
強度変調された光ビームを照射することによって行なわ
れる。また、再生は上記の如く信号が記録された媒体に
偏光ビームを照射し、磁気光学効果によってその偏光方
向が変化するのを利用して行なわれる。
2. Description of the Related Art In recent years, as a high-density and large-capacity memory, an optical memory that performs recording or reproduction using a light beam has been actively developed. Above all, a magneto-optical recording medium has received much attention as a rewritable optical memory. In recording on such a magneto-optical recording medium, the magnetization direction of the magnetic layer of the medium is usually aligned in a predetermined direction, and the intensity is adjusted according to the recording signal while applying a bias magnetic field in a direction opposite to the predetermined direction to the medium. This is performed by irradiating a modulated light beam. Reproduction is performed by irradiating a medium on which a signal is recorded as described above with a polarized light beam and changing its polarization direction by a magneto-optical effect.

しかしながら、上記の記録方法においては、信号の書
き換えを行なう際に一旦磁性層の磁化方向を揃える、即
ち先に記録された信号を消去する必要があった。これに
対し、特開昭51−107121号等では、媒体に一定強度の光
ビームを照射しながら、信号に応じて極性が反転するバ
イアス磁界を印加することによって、上記消去過程が不
要な、所謂オーバーライト可能な記録方法が提案されて
いる。また、特開昭63−153752号或いは特開昭62−1759
48号等では、互いに交換結合した2つの磁性層を有する
光磁気記録媒体に、強度変調された光ビームを照射する
ことによってオーバーライトを行なう方法が提案されて
いる。
However, in the above-described recording method, it is necessary to temporarily align the magnetization directions of the magnetic layer when rewriting the signal, that is, to erase the previously recorded signal. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-107121 and the like apply a bias magnetic field whose polarity is inverted in accordance with a signal while irradiating a medium with a light beam having a constant intensity, so that the above-described erasing process is unnecessary. Overwriteable recording methods have been proposed. Also, JP-A-63-153752 or JP-A-62-1759.
No. 48 proposes a method of performing overwriting by irradiating an intensity-modulated light beam to a magneto-optical recording medium having two magnetic layers exchange-coupled to each other.

一方、より高密度に、より高速に記録を行うために
は、1つの記録ビットの表わす情報が、光磁気記録膜の
磁化方向(上向き、下向き)に対応した2値だけでは限
界がある、これは、現在の光磁気記録媒体の記録密度
が、記録に用いる半導体レーザーの波長(現在約800n
m)でほぼ決まってしまうためである。例えば記録密度
を2倍に上げようとするなら、 の波長の半導体レーザーが必要であるが、これが使える
のは遠い将来である。
On the other hand, in order to perform higher-density and higher-speed recording, there is a limit to the information represented by one recording bit only by two values corresponding to the magnetization direction (upward and downward) of the magneto-optical recording film. Means that the recording density of the current magneto-optical recording medium is the wavelength of the semiconductor laser used for recording (currently about 800 nm
m) is almost decided. For example, if you want to double the recording density, Semiconductor lasers with different wavelengths are needed, but will be available in the distant future.

ところが、例えば、磁性層に記録された記録ビットが
4値を示すようにできれば、記録密度は2倍になる。そ
して、この4値記録の場合、従来の2値の記録と同じ速
度で記録再生が可能であるとすると、記録再生速度も2
倍になる。このような4値の記録を行なう方法が、米国
特許第4,612,587号に提案されている。この方法は、吸
収波長の異なる2つの磁性層を有する光磁気記録媒体に
互いに波長が異なり、独立に強度変調された2本の光ビ
ームを照射することによって記録を行なうものである。
However, for example, if the recording bits recorded on the magnetic layer can indicate four values, the recording density is doubled. In the case of this four-level recording, assuming that recording and reproduction can be performed at the same speed as conventional binary recording, the recording and reproduction speed is also two.
Double. A method for performing such quaternary recording is proposed in U.S. Pat. No. 4,612,587. In this method, recording is performed by irradiating two light beams having different wavelengths and independently modulated intensity to a magneto-optical recording medium having two magnetic layers having different absorption wavelengths.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記米国特許の記録方法は、記録前に
2つの磁性層の磁化方向を揃えておかねばならず、オー
バーライトが出来ないといった問題点があった。また、
2本の光ビームを用いている為、光源が2つ必要で、記
録装置の構成が複雑で高価なものであった。
However, the recording method of the above-mentioned US patent has a problem that the magnetization directions of the two magnetic layers must be aligned before recording, and overwriting cannot be performed. Also,
Since two light beams are used, two light sources are required, and the configuration of the recording apparatus is complicated and expensive.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、簡
単で安価な構成の記録装置を用いて、4値の信号のオー
バーライトが可能な光磁気記録方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magneto-optical recording method capable of overwriting a four-level signal by using a recording apparatus having a simple and inexpensive configuration to solve the above-mentioned problems of the prior art.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の上記目的は、垂直磁気異方性を示す第1の磁
性層と、該第1の磁性層よりも高いキュリー温度及び室
温における低い保磁力HLを有し、第1の磁性層と交換結
合された第2の磁性層とから成り、前記それぞれの磁性
層に働く交換力が第2の磁性層の保磁力よりも低い光磁
気記録媒体を用いて、この媒体に光ビームを照射しなが
らバイアス磁界を印加することによって信号を記録する
光磁気記録方法において、 前記光ビームのパワーと一定で且つ前記HL以上の強度
を持つバイアス磁界の極性を前記信号に応じて以下の4
つの状態に変調し、4値の記録を行なうことによって達
成される。
The object of the present invention is to provide a first magnetic layer exhibiting perpendicular magnetic anisotropy, having a higher Curie temperature and a lower coercive force HL at room temperature than the first magnetic layer, A second magnetic layer, which is exchange-coupled, wherein the exchange force acting on each of the magnetic layers is lower than the coercive force of the second magnetic layer, and the medium is irradiated with a light beam by using a medium. In the magneto-optical recording method of recording a signal by applying a bias magnetic field while applying a bias magnetic field, the polarity of the bias magnetic field having a constant power of the light beam and having an intensity equal to or higher than the HL is determined according to the signal as follows.
This is achieved by modulating the data into two states and performing quaternary recording.

(a)光ビームが前記媒体を第1の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向の極性を有する第1の状態、 (b)光ビームが前記媒体を第2の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向の極性を有する第2の状態、 (c)光ビームが前記媒体を第1の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向と反対方向の極性を有する第3の状態、 (d)光ビームが前記媒体を第2の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向と反対方向の極性を有する第4の状態。
(A) a first state in which the light beam has power to heat the medium to near the Curie temperature of the first magnetic layer, and a bias magnetic field has a polarity in a predetermined direction; A second state in which the bias magnetic field has a polarity in a predetermined direction, having a power to heat the magnetic layer to a temperature near the Curie temperature of the second magnetic layer, and (c) a light beam heats the medium to a temperature near the Curie temperature of the first magnetic layer. A third state in which the bias magnetic field has a polarity opposite to the predetermined direction, and (d) the light beam has a power to heat the medium to near the Curie temperature of the second magnetic layer. A fourth state in which the magnetic field has a polarity opposite to the predetermined direction.

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図Aは本発明の記録に用いる光磁気記録媒体の一
例を示す略断面図である。第1図において、プリグルー
プが設けられた透光性の基板1上に、第1の磁性層2と
第2の磁性層3が積層されている。第1磁性層2は低い
キュリー点(TL)と高い保磁力(HH)を有し、第2磁性
層3は、高いキュリー点(TH)と低い保磁力(HL)を有
する。ここで「高い」、「低い」とは両磁性層を比較し
た場合の相対的な関係を表わす(保磁力は室温における
比較)。ただし、通常は第1磁性層2のTLは70〜180
℃、HHは、3〜20KOe、第2磁性層3のTHは100〜400
℃、HLは0.1〜2KOe程度の範囲内にするとよい。
FIG. 1A is a schematic sectional view showing an example of a magneto-optical recording medium used for recording according to the present invention. In FIG. 1, a first magnetic layer 2 and a second magnetic layer 3 are laminated on a light-transmitting substrate 1 provided with a pre-group. The first magnetic layer 2 has a low Curie point (T L ) and a high coercive force (H H ), and the second magnetic layer 3 has a high Curie point (T H ) and a low coercive force (H L ). Here, “high” and “low” indicate a relative relationship when the two magnetic layers are compared (coercive force is compared at room temperature). However, usually T L of the first magnetic layer 2 70 to 180
° C., H H is, 3~20KOe, the T H of the second magnetic layer 3 100-400
C and HL are preferably in the range of about 0.1 to 2 KOe.

各磁性層の材料には、垂直磁気異方性を示し且つ磁気
光学効果を呈するものが利用できるが、GdCo,GdFe,TbF
e,DyFe,GdTbFe,TbDyFe,GdFeCo,TbFeCo,GdTbCo,GdDyFeC
o,TbDyFeCo,HoGdFeCo等の希土類元素と遷移金属元素と
の非晶質磁性合金が好ましい。
As the material of each magnetic layer, a material exhibiting perpendicular magnetic anisotropy and exhibiting a magneto-optical effect can be used, but GdCo, GdFe, TbF
e, DyFe, GdTbFe, TbDyFe, GdFeCo, TbFeCo, GdTbCo, GdDyFeC
An amorphous magnetic alloy of a rare earth element such as o, TbDyFeCo, HoGdFeCo and a transition metal element is preferable.

本発明に使用する光磁気記録媒体では、第1の磁性層
と第2の磁性層とが交換結合によって結合されている。
また、これらの磁性層は、HHを第1の磁性層の室温にお
ける保磁力、HLを第2の磁性層の室温における保磁力、
MS2を第2の磁性層の飽和磁化、h2を第2の磁性層の膜
厚、σを二層間の磁壁エネルギーとしたときに、以下
の関係式を満足する。
In the magneto-optical recording medium used in the present invention, the first magnetic layer and the second magnetic layer are coupled by exchange coupling.
In these magnetic layers, H H is the coercive force of the first magnetic layer at room temperature, HL is the coercive force of the second magnetic layer at room temperature,
When M S2 is the saturation magnetization of the second magnetic layer, h 2 is the thickness of the second magnetic layer, and σ W is the domain wall energy between the two layers, the following relational expression is satisfied.

ここで 第2磁性層3を第1磁性層2に対して安定な向きに配列
させようとする交換力を示す。この関係式は、記録によ
って最終的に完成されるビットの磁化状態が安定に存在
できるようにするためのものである。つまり、上記の関
係を満たすことは、結局第1磁性層と第2磁性層それぞ
れの磁性層に働く交換力が室温で、それぞれの磁性層の
保磁力よりも小さいことである。
here It shows an exchange force for arranging the second magnetic layer 3 in a stable direction with respect to the first magnetic layer 2. This relational expression is for allowing the magnetization state of the bit finally completed by recording to be stably present. That is, satisfying the above relationship means that the exchange force acting on each of the first magnetic layer and the second magnetic layer is smaller than the coercive force of each magnetic layer at room temperature.

両磁性層を上述のような特性とするためには、例え
ば、第1磁性層と第2磁性層の間にMSの大きな(即ち保
磁力の小さな)磁性層を設けることが有効である。
Both magnetic layer to the characteristics as described above, for example, be between the first magnetic layer and the second magnetic layer providing the magnetic layer (small ie coercivity) large in M S it is valid.

交換結合された2層の磁性層においては、交換力が2
層の磁化方向を同方向(平行)に向けようと働く場合
と、逆方向(反平行)に向けようと働く場合とがある。
どちらになるかは、夫々の磁性層の組成によって決まる
が、本発明の記録方法は、媒体がどちらの場合であって
も、同様に用いることが出来る。
In the two exchange-coupled magnetic layers, the exchange force is 2
There are cases where the layers act to direct the magnetization directions of the layers in the same direction (parallel), and cases where the layers act in the opposite direction (antiparallel).
Which one is determined by the composition of each magnetic layer, but the recording method of the present invention can be similarly used regardless of the type of medium.

第1図Bは、本発明の方法に用いる光磁気記録媒体の
他の構成例を示す略断面図である。第1図Bにおいて第
1図Aと同一の部材には同一の符号を付し詳細な説明は
省略する。本例においては、第1磁性層2と第2磁性層
3との間に、前述したようにこれらの間の交換力を調整
する為の第3の磁性層4が設けられている。また、第1
磁性層2に相接して、第1磁性層よりも大きな磁気光学
効果を示す(即ち、より高いキュリー温度を有する)第
4の磁性層5が設けられている。そして、第1及び第4
の磁性層は、これらの磁化方向が常に安定な方向を向く
ように、強い交換力で結合されている。このような第4
の磁性層5を設けることによって、信号の再生時により
大きなC/N比を得ることが出来る。
FIG. 1B is a schematic sectional view showing another configuration example of the magneto-optical recording medium used in the method of the present invention. 1B, the same members as those in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this example, the third magnetic layer 4 for adjusting the exchange force between the first magnetic layer 2 and the second magnetic layer 3 is provided as described above. Also, the first
Adjacent to the magnetic layer 2, a fourth magnetic layer 5 having a larger magneto-optical effect (that is, having a higher Curie temperature) than the first magnetic layer is provided. And the first and fourth
Are bonded with a strong exchange force such that their magnetization directions are always in a stable direction. Such a fourth
By providing the magnetic layer 5, a larger C / N ratio can be obtained during signal reproduction.

上記4つの磁性層の上下には、これらの磁性層の腐食
を防止する為、Si3N4等の誘電体から成る保護層6,7が設
けられている。また保護層7には、接着層8を介して、
基板1と同様の材料から成る貼り合せ用基板9が接着さ
れている。貼り合わせ用基板9にも、2から7までの層
を積層し、これを接着すれば表裏で記録・再生が可能と
なる。
Protective layers 6, 7 made of a dielectric material such as Si 3 N 4 are provided above and below the four magnetic layers to prevent corrosion of these magnetic layers. In addition, the protective layer 7 has an adhesive layer 8
A bonding substrate 9 made of the same material as the substrate 1 is bonded. If two to seven layers are also laminated on the bonding substrate 9 and these are adhered, recording and reproduction can be performed on both sides.

上記のような磁性層を、希土類−遷移金属非晶質合金
で形成する場合、成膜方法としては、通常スパッタリン
グ、電子ビーム蒸着等が用いられる。磁性膜の飽和磁
化、保磁力などの調整は、膜中の希土類元素と遷移金属
元素の組成比を変えることで行なう。例えばスパッタ装
置を用いて、主として希土類元素を含むターゲット(蒸
発源)を主として遷移金属元素を含むターゲットを同時
にスパッタリングし、それぞれのスパッタ速度を調節す
ることで、形成する膜の組成を調整することが行なわれ
ている。また保護層の形成にもスパッタリング、電子ビ
ーム蒸着がよく用いられる。
When the magnetic layer as described above is formed of a rare earth-transition metal amorphous alloy, sputtering, electron beam evaporation, or the like is usually used as a film forming method. Adjustment of the saturation magnetization, coercive force, and the like of the magnetic film is performed by changing the composition ratio between the rare earth element and the transition metal element in the film. For example, by using a sputtering apparatus, a target mainly containing a rare earth element (evaporation source) is simultaneously sputtered with a target mainly containing a transition metal element, and the composition of a film to be formed can be adjusted by adjusting the respective sputtering rates. Is being done. Also, sputtering and electron beam evaporation are often used to form a protective layer.

以上説明した光磁気記録媒体に関しては、前述の特開
昭63−153752号等にも詳細に説明されている。即ち、本
発明は従来の2値信号のオーバーライトに用いられてい
るのと同様の媒体を用いることの出来るものである。
The magneto-optical recording medium described above is also described in detail in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-153752. That is, the present invention can use the same medium as that used in the conventional overwriting of binary signals.

第2図は、本発明の記録方法を実施するための光磁気
記録再生装置の一例を示す概略図である。第2図におい
て、35は前述のような構成を有するディスク状の光磁気
記録媒体である。この媒体35は不図示のモータによって
回転され、記録再生ヘッド31によって情報の記録及び再
生が行なわれる。記録再生ヘッド31は、媒体35に照射さ
れる光ビームを発する半導体レーザ等の光源と、例えば
電磁石から成るバイアス磁界印加手段を有している。こ
の記録再生ヘッド31は、記録信号源32から入力される記
録信号によって駆動される。また、記録再生ヘッド31
は、検光子及び光検出器を内蔵している。そして、再生
時に一定光量で照射される光ビームの媒体35による反射
光を検光子を通してこの光検出器で受光し、その出力を
再生回路33に送ることによって記録信号を再生する。こ
の信号再生の原理は、前述の米国特許第4,612,587号と
同様である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a magneto-optical recording / reproducing apparatus for implementing the recording method of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 35 denotes a disk-shaped magneto-optical recording medium having the above-described configuration. The medium 35 is rotated by a motor (not shown), and information is recorded and reproduced by the recording and reproducing head 31. The recording / reproducing head 31 has a light source such as a semiconductor laser that emits a light beam for irradiating the medium 35, and a bias magnetic field applying unit including, for example, an electromagnet. The recording / reproducing head 31 is driven by a recording signal input from a recording signal source 32. The recording / reproducing head 31
Has a built-in analyzer and photodetector. Then, the reflected light of the light beam irradiated by the medium 35 at the time of reproduction is received by the photodetector through the analyzer, and the output is sent to the reproduction circuit 33 to reproduce the recording signal. The principle of this signal reproduction is similar to that of the aforementioned US Pat. No. 4,612,587.

第3図は、本発明の記録方法の一実施例を説明する為
の模式図である。第3図において、4角の枠は上列が第
1磁性層、下列が第2磁性層を示す。また枠内の矢印は
各記録状態における磁性層の磁化の方向を示す。また枠
の下の矢印は、媒体に印加されるバイアス磁界HBの極性
を示す。また枠の上の矢印は媒体に照射される光ビーム
のパワーを表わす。本実施例は、交換力が磁化を反平行
に向けるように働く媒体を用いた場合を示す。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining one embodiment of the recording method of the present invention. In FIG. 3, square frames indicate the first magnetic layer in the upper row and the second magnetic layer in the lower row. Arrows in the frames indicate the directions of magnetization of the magnetic layer in each recording state. The lower frame arrow indicates the polarity of the bias magnetic field H B to be applied to the medium. The arrow above the frame indicates the power of the light beam applied to the medium. This embodiment shows a case where a medium whose exchange force acts to direct magnetization in an anti-parallel manner is used.

本実施例においては、第2図々示の信号源32からの信
号に従って、記録再生ヘッド31は、2種類(第1種と第
2種)のパワーに変調されたレーザービームをディスク
面に照射する。第1種のレーザーパワーPLは該ディスク
を第1磁性層2のキュリー温度付近まで昇温するだけの
パワーであり、第2種のレーザーパワーPHは該ディスク
を第2磁性層3のキュリー温度付近まで昇温可能なパワ
ーである。即ち、両磁性層2、3の保磁力と温度との関
係の概略を示した第4図において、第1種のレーザーパ
ワーPLはTL付近、第2種のレーザーパワーPHはTH付近ま
でディスクの温度を上昇できる。
In the present embodiment, the recording / reproducing head 31 irradiates the disk surface with laser beams modulated into two types (first type and second type) according to the signal from the signal source 32 shown in FIG. I do. The first type of laser power P L is a power sufficient to raise the temperature of the disk to near the Curie temperature of the first magnetic layer 2, and the second type of laser power P H is the power of the type The power can be raised to near the temperature. That is, in FIG. 4 schematically showing the relationship between the coercive force and the temperature of the two magnetic layers 2 and 3, the first type laser power P L is around TL , and the second type laser power P H is T H The temperature of the disk can be raised to the vicinity.

同時に記録信号源32からの信号に従って、その極性を
切り換えながら、レーザービームの照射位置に常温で第
2磁性層3だけを配向させることが可能なバイアス磁界
HBを加える。バイアス磁界HBは通常50Oe〜1000Oe程度で
ある。このレーザーパワー値とバイアス磁界HBの方向の
組み合わせにより次の4値の記録が可能となる。
At the same time, a bias magnetic field capable of orienting only the second magnetic layer 3 to the laser beam irradiation position at room temperature while switching its polarity according to a signal from the recording signal source 32.
Add H B. Bias magnetic field H B is usually about 50Oe~1000Oe. The direction of the combination of laser power value and the bias magnetic field H B becomes possible to record the next four values.

第3図において、記録前の磁化の状態は、I或いは
I′のいずれであっても構わない。ここで、aに示すよ
うにバイアス磁界HBを上向き(この方向をプラスとす
る)に印加しつつ、第1種のレーザーパワーPLを加える
ことにより、第1磁性層2はそのキュリー温度付近まで
昇温するが、第2磁性層3は、この温度でビットが安定
に存在する保磁力を有しており、バイアス磁界により磁
化は上を向く。この第1種の記録では、第2磁性層3の
磁化の向きに対して安定な向き(ここでは反平行)に第
1磁性層2の磁化が配列する力(交換力)を受ける。こ
のようにして状態I或いはI′のいづれからもaに示す
ようなビットが形成される。
In FIG. 3, the state of magnetization before recording may be either I or I '. Here, while applying the upward bias magnetic field H B as shown in a (this direction is positive), by adding the first type of the laser power P L, the first magnetic layer 2 is near the Curie temperature The second magnetic layer 3 has a coercive force at which the bit is stably present at this temperature, and the magnetization is directed upward by the bias magnetic field. In the first type of recording, a force (exchange force) in which the magnetization of the first magnetic layer 2 is arranged in a stable direction (here, antiparallel) with respect to the direction of the magnetization of the second magnetic layer 3 is applied. In this way, a bit as indicated by a is formed from either the state I or I '.

次に第3図において、バイアス磁界HBをbのように、
上向きに印加しつつ、第2種のレーザーパワーPHを加え
ることにより、第2磁性層3のキュリー温度近くまでデ
ィスクを昇温させる。
Next, in FIG. 3, a bias magnetic field H B as b,
By applying the second type of laser power P H while applying the voltage upward, the temperature of the disk is raised to near the Curie temperature of the second magnetic layer 3.

このとき第2磁性層3の磁化は、第4図において補償
温度TCを超えて温度上昇すると、向きが逆向きに変わ
る。(すなわち第3図において上向き(↑)から、下向
き(↓)に変化する。)更に、ディスクが第2磁性層3
のキュリー温度TH近くまで昇温されると、第2磁性層3
の磁化は、バイアス磁界HBの方向、つまり上向き(↑)
となる。続いて記録ビットがレーザービームの集光点を
離れて、降温し、第4図において補償温度TC以下になる
と、第2磁性第層3の磁化は、上向き(↑)から、下向
き(↓)に変化する。続いてビットが第1磁性層のキュ
リー温度TL以下になると、第1磁性層に、第2磁性層3
に対して安定な向き、つまり上向き(↑)に磁化が発生
する。更に、形成されたビットが室温まで降温する過程
で、第2磁性層の保磁力がバイアス磁界HBより小さくな
り、第2磁性層の磁化反転が起こる。(つまり下向き
(↓)から上向き(↑)きに変化する。) このようにしてI,I′の状態のいづれからもbに示す
ようなビットが形成される。
Magnetization of the second magnetic layer 3 at this time, when the temperature rises above the compensation temperature T C in Figure 4, the orientation is changed in the opposite direction. (That is, it changes from upward (↑) to downward (↓) in FIG. 3).
When the temperature is raised to near the Curie temperature T H of the second magnetic layer 3
Magnetization of the direction of the bias magnetic field H B, i.e. upward (↑)
Becomes Subsequently, when the recording bit leaves the focal point of the laser beam and drops in temperature, and when the temperature falls below the compensation temperature T C in FIG. 4, the magnetization of the second magnetic third layer 3 changes from upward (↑) to downward (↓). Changes to Subsequently, when the bit becomes equal to or lower than the Curie temperature TL of the first magnetic layer, the second magnetic layer 3 is added to the first magnetic layer.
Magnetization is generated in a stable direction, that is, upward (↑). Furthermore, in the process of being formed bits are cooled to room temperature, the coercive force of the second magnetic layer is smaller than the bias magnetic field H B, the magnetization reversal of the second magnetic layer occurs. (That is, the state changes from downward (↓) to upward (↑).) In this manner, a bit as shown by b is formed from both the states I and I '.

次に第3図において、バイアス磁界HBを下向きに(こ
の方向をマイナスとする)に印加しつつ第1種のレーザ
ーパワーPLを照射すると、I,I′のいづれからもcのよ
うなビットが形成される。
Next, in FIG. 3 is irradiated with the first type of the laser power P L while applying downward bias magnetic field H B to (this direction is negative), such as c from Izure of I, I ' Bits are formed.

次に第3図において、バイアス磁界HBを下向きに加え
つつ第2種のレーザーパワーPHを照射すると、I,I′の
いづれからもdのようなビットが形成される。
Next, in FIG. 3, when the second type of laser power P H is irradiated while applying the bias magnetic field H B downward, a bit like d is formed from both I and I ′.

このように記録ビットの状態a,b,c,dは、記録時のバ
イアス磁界HBの方向とレーザーのパワーで制御され、記
録前の状態には依存しないので、重ね書き(オーバーラ
イト)が可能である。
Thus the recording bit states a, b, c, d are controlled in the direction and laser power of the bias magnetic field H B at the time of recording, since the state before recording is independent, overwriting (overwrite) is It is possible.

実施例1 プリグループ、プリフォーマット信号の刻まれたポリ
カーボネート製ディスク基板に、スパッタリングによ
り、保護層Si3N4、磁性層Tb18Fe78Co4、磁性層Gd18Dy6F
e60Co16、保護層Si3N4の各層をこの順に成膜した。各層
の成膜条件及び膜厚、磁気特性等を表−1及び表−2に
示す。
Example 1 A protective layer Si 3 N 4 , a magnetic layer Tb 18 Fe 78 Co 4 , and a magnetic layer Gd 18 Dy 6 F were sputtered on a polycarbonate disk substrate on which a pre-group and a preformat signal were engraved.
Each layer of e 60 Co 16 and the protective layer Si 3 N 4 was formed in this order. Tables 1 and 2 show film forming conditions, film thicknesses, magnetic properties, and the like of each layer.

次に、膜形成を終えた上記の基板を、ホットメルト接
着剤を用いて、ポリカーボネートの貼り合わせ用基板と
貼り合わせ、光磁気ディスクを作製した。
Next, the substrate on which the film formation was completed was bonded to a polycarbonate bonding substrate using a hot melt adhesive to produce a magneto-optical disk.

この光磁気ディスクを記録再生装置にセットし、線速
度約8m/sec.で回転させながら約1μmに集光した830nm
の波長のレーザービーム及びバイアス磁界HBを、1MHzの
周波数で変調させながら、照射した。この際、下記表−
4のようにバイアス磁界HBとレーザーパワーを組み合わ
せてそれぞれ順次4通りの記録を行った。
The magneto-optical disk was set in a recording / reproducing apparatus, and 830 nm focused at about 1 μm while rotating at a linear velocity of about 8 m / sec.
The laser beam and the bias magnetic field H B wavelengths, while modulated at a frequency of 1 MHz, and irradiated. At this time, the following table-
Respectively by combining the bias magnetic field H B and the laser power as 4 were successively four kinds recorded.

その後、1mWのレーザービームを照射して再生を行っ
たところ、それぞれの記録信号の再生ができた。
Thereafter, when a reproduction was performed by irradiating a laser beam of 1 mW, each recording signal could be reproduced.

次に、上記の記録を行った領域に同様の記録を0.75MH
zの同波数で行なった。
Next, the same recording was performed on the area where the above recording was performed at 0.75 MHz.
The measurement was performed at the same wave number of z.

この結果、前に記録された1MHzの信号成分は検出され
ず、0.75MHzの信号成分のみが検出されオーバーライト
が可能であることが確認された。
As a result, the previously recorded 1 MHz signal component was not detected, and only the 0.75 MHz signal component was detected, confirming that overwriting was possible.

4通りの各記録の再生信号をオシロスコープで観察す
ると、第1と第3の記録再生信号はそれぞれ極性が反対
で信号振幅は約400mVであった。
When the reproduced signals of the four recordings were observed with an oscilloscope, the first and third recorded / reproduced signals had opposite polarities and a signal amplitude of about 400 mV.

また、第2と第4の記録再生信号はそれぞれ極性が反
対で信号振幅は約250mVであった。
The polarities of the second and fourth recording / reproducing signals were opposite to each other, and the signal amplitude was about 250 mV.

これらの結果から4通りの記録はそれぞれ4通りの独
立の信号として再生可能(即ち4値記録が可能)である
ことがわかった。
From these results, it was found that each of the four types of recording can be reproduced as four types of independent signals (that is, four-level recording is possible).

次に、本実施例のディスクのカー回転角を第5図に示
す測定器により測定した。第5図において、半導体レー
ザー51からの光は検光子54を通過して、電磁石に挟まれ
たディスク57にほぼ垂直に(約5度傾いて)入射、反射
される。反射光は検光子55を通過して光パワーメーター
52に達する。検光子54の回転位置と光パワーメーター52
に達する。検光子54の回転位置と光パワーメーター52の
出力が、X−Yレコーダー56に記録される。
Next, the Kerr rotation angle of the disk of this example was measured by a measuring device shown in FIG. In FIG. 5, light from a semiconductor laser 51 passes through an analyzer 54, is incident on a disk 57 sandwiched between electromagnets, and is substantially perpendicularly (inclined by about 5 degrees) and reflected. The reflected light passes through the analyzer 55 and the optical power meter
Reach 52. Rotational position of analyzer 54 and optical power meter 52
Reach The rotational position of the analyzer 54 and the output of the optical power meter 52 are recorded in the XY recorder 56.

第1から第4の各記録状態に対応するカー回転角は次
のようにして測定する。第1の記録状態へは、電磁石53
によりディスクの記録膜の第1、第2磁性層を一方向に
磁化する。次に、第2磁性層だけが磁化反転する大きさ
(例えば2KOe)の磁界を反対方向に加える。
The Kerr rotation angles corresponding to the first to fourth recording states are measured as follows. To the first recording state, the electromagnet 53
Thereby, the first and second magnetic layers of the recording film of the disk are magnetized in one direction. Next, a magnetic field having a magnitude (for example, 2KOe) at which the magnetization of only the second magnetic layer is reversed is applied in the opposite direction.

次に、検光子54を回転させながら、光パワーメーター
52の出力が極小になる位置を探す。
Next, while rotating the analyzer 54, the optical power meter
Find the position where the output of 52 becomes minimum.

第2の記録状態へは、第1の記録と同方向に、両磁性
層を一方向に磁化すればよい。第3の記録状態へは第1
の記録と反対方向に、両磁性層を一方向に磁化した後、
第2磁性層の磁化だけを反転させる。
For the second recording state, both magnetic layers may be magnetized in one direction in the same direction as the first recording. The first to the third recording state
After magnetizing both magnetic layers in one direction in the opposite direction to the recording of
Only the magnetization of the second magnetic layer is reversed.

第4の記録状態へは、第2の記録と反対方向に両磁性
層を一方向に磁化すればよい。
For the fourth recording state, both magnetic layers may be magnetized in one direction in the opposite direction to the second recording.

それぞれの記録状態に対応する光パワーメーター出力
の極小位置(消光位置)を測定したところ、第1、第2
の記録状態は、第3、第4の記録状態と対称であって、
第1、第2、第3、第4それぞれの回転角は、+0.32
度、+0.20度、−0.32度、−0.2度であった(プラス、
マイナスの符号は便宜上付けた。アルミ反射膜での消光
位置を0度とする)。
When the minimum position (extinction position) of the optical power meter output corresponding to each recording state was measured, the first and second positions were measured.
Is symmetric with the third and fourth recording states,
The first, second, third, and fourth rotation angles are +0.32.
Degrees, +0.20 degrees, -0.32 degrees, and -0.2 degrees (plus,
The minus sign is attached for convenience. The extinction position on the aluminum reflective film is 0 degree).

上記実施例においては、第1及び第2磁性層の間に、
磁化を反平行にしようとする交換力が働く場合を示した
が、磁化を平行にしようとする交換力が働く場合に関し
ても同様に4値の記録が可能である。
In the above embodiment, between the first and second magnetic layers,
Although the case where the exchange force for making the magnetization antiparallel acts is shown, the quaternary recording can be similarly performed in the case where the exchange force for making the magnetization parallel occurs.

第6図は、磁性層間に磁化を平行にしようとする交換
力が働き、これらの磁性層が第4図のような特性を有す
る場合の記録の過程を説明する模式図である。ここでパ
ワーPH,PL、磁界HBの大きさは第3図の場合と同様であ
る。記録前の磁化は、J或いはJ′のいずれの状態であ
っても構わない。この媒体に、バイアス磁界HBを上向き
に加えると、第2の磁性層の磁化は上向きとなる。そし
て、パワーPLの光ビームを照射することによって第1の
磁性層の磁化が消失する。そして、光ビームが通過して
温度が下がると、第1磁性層に第2の磁性層からの交換
力が働いて、上向きの磁化が現われる。このようにし
て、a′に示すようなビットが形成される。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a recording process in the case where an exchange force acts to make the magnetization parallel between the magnetic layers and these magnetic layers have the characteristics as shown in FIG. Here power P H, P L, the magnitude of the magnetic field H B is the same as that of FIG. 3. The magnetization before recording may be in either J or J 'state. This medium, when upward adding a bias magnetic field H B, the magnetization of the second magnetic layer is directed upward. Then, the magnetization of the first magnetic layer disappears by applying a light beam of power P L. When the temperature decreases due to the passage of the light beam, an exchange force from the second magnetic layer acts on the first magnetic layer, and an upward magnetization appears. In this way, a bit as shown at a 'is formed.

次に、上記媒体にパワーPHの光ビームを照射すると、
両磁性層の磁化が消失する。ここでバイアス磁界HBを上
向きに印加しておくと、光ビームの通過後、まず第2磁
性層に上向きの磁化が現われる。媒体の温度が補償温度
TC以下となると、この第2の磁性層の磁化が反転して下
向きとなる。そして、媒体の温度がTL以下となると、第
1磁性層に、第2磁性層からの交換力によって下向きの
磁化が現われる。更に、媒体の温度が室温まで下がる
と、第2磁性層の磁化がバイアス磁界によって上向きに
配向される。このようにして、J或いはJ′のいずれの
状態からもb′のようなビットが形成される。
Next, when a light beam of power P H in said medium,
The magnetization of both magnetic layers disappears. Here idea to upward applying a bias magnetic field H B, after passing through the light beam, upward magnetization in the second magnetic layer first appears. The temperature of the medium is the compensation temperature
When the temperature becomes equal to or lower than T C, the magnetization of the second magnetic layer is inverted and becomes downward. When the temperature of the medium becomes equal to or lower than TL , a downward magnetization appears in the first magnetic layer due to the exchange force from the second magnetic layer. Further, when the temperature of the medium drops to room temperature, the magnetization of the second magnetic layer is oriented upward by the bias magnetic field. In this way, a bit like b 'is formed from either the state of J or J'.

バイアス磁界HBを下向きに加えながらパワーPLの光ビ
ームを照射すると、a′の場合と同様のプロセスが、極
性だけ反対となって生じ、c′に示すようなビットが形
成される。また、バイアス磁界HBを下向きに加えながら
パワーPHの光ビームを照射すると、b′の場合と同様の
プロセスが、極性だけ反対となって生じ、d′に示すよ
うなビットが形成される。
When a light beam of power P L while applying a bias magnetic field H B downward, a 'a process similar to the case of, occurs become opposite only polarity, c' bits as shown in it is formed. When a light beam of power P H is applied while applying a bias magnetic field H B downward, a process similar to that in the case of b ′ occurs with the opposite polarity, and a bit as shown in d ′ is formed. .

上述のように両磁性層の磁化が平行な状態で安定な媒
体を用いた場合でも、本発明の方法で4値の記録が可能
ある。尚、第3図又は第6図々示のプロセスにおいて、
記録前の状態がb,d,b′,d′に示す状態であるときも、
全く同様のプロセスで4値の記録が行なわれることは明
らかである。即ち、本発明の方法は4値信号のオーバラ
イトを可能とするものである。
As described above, even when a stable medium is used while the magnetizations of both magnetic layers are parallel, quaternary recording can be performed by the method of the present invention. In the process shown in FIG. 3 or FIG.
When the state before recording is the state shown in b, d, b ', d',
Obviously, quaternary recording is performed in exactly the same process. That is, the method of the present invention enables overwriting of a quaternary signal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳細に説明したように、所定の特性を有する光磁
気記録媒体に対して、極性を反転可能なバイアス磁界
と、大きさの変わるレーザーパワーとを、記録信号にし
たがって、次の4通りの組合わせ に制御しつつ加えることにより、従来の2値記録と同じ
記録再生装置を用いオーバーライト可能な4値の記録を
行うことが可能となった。
As described in detail above, for a magneto-optical recording medium having predetermined characteristics, a bias magnetic field capable of reversing the polarity and a laser power whose magnitude is changed are set according to the recording signal in the following four sets. Matching , It is possible to perform overwriteable quaternary recording using the same recording / reproducing apparatus as conventional binary recording.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図A及び第1図Bは各々本発明の方法に用いられる
光磁気記録媒体の構成例を示す略断面図、第2図は本発
明の方法に用いられる光磁気記録再生装置の一例を示す
概略図、第3図は本発明の記録方法の一実施例を説明す
る為の模式図、第4図は第3図で説明した方法に用いら
れる磁性層の保磁力の温度特性を示す図、第5図はカー
回転角の測定器の構成を示す概略図、第6図は本発明の
記録方法に交換力が平行に働く媒体を用いた場合の記録
過程を示す模式図である。 1:プリグルーブ付の透光性基板、 2,3,4,5:磁性層、 6,7:保護層、 8:接着層、 9:貼り合わせ用基板、 31:記録再生ヘッド 32:記録信号源 33:再生回路 35:光磁気記録媒体。
1A and 1B are schematic sectional views each showing an example of the configuration of a magneto-optical recording medium used in the method of the present invention, and FIG. 2 is an example of a magneto-optical recording / reproducing apparatus used in the method of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining one embodiment of the recording method of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the temperature characteristics of the coercive force of the magnetic layer used in the method described in FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a Kerr rotation angle measuring device, and FIG. 6 is a schematic diagram showing a recording process in the case of using a medium in which an exchange force acts in parallel to the recording method of the present invention. 1: translucent substrate with pre-groove, 2, 3, 4, 5: magnetic layer, 6, 7: protective layer, 8: adhesive layer, 9: bonding substrate, 31: recording / reproducing head 32: recording signal Source 33: playback circuit 35: magneto-optical recording medium.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】垂直磁気異方性を示す第1の磁性層と、該
第1の磁性層よりも高いキュリー温度及び室温における
低い保磁力HLを有し、第1の磁性層と交換結合された第
2の磁性層とから成り、前記それぞれの磁性層に働く交
換力が第2の磁性層の保磁力よりも低い光磁気記録媒体
を用いて、この媒体に光ビームを照射しながらバイアス
磁界を印加することによって信号を記録する光磁気記録
方法において、 前記光ビームのパワーと一定で且つ前記HL以上の強度を
持つバイアス磁界の極性を前記信号に応じて以下の4つ
の状態に変調することによって4値の記録を行なうこと
を特徴とする光磁気記録方法。 (a)光ビームが前記媒体を第1の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向の極性を有する第1の状態、 (b)光ビームが前記媒体を第2の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向の極性を有する第2の状態、 (c)光ビームが前記媒体を第1の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向と反対方向の極性を有する第3の状態、及び、 (d)光ビームが前記媒体を第2の磁性層のキュリー温
度付近まで加熱するパワーを有し、バイアス磁界が所定
方向と反対方向の極性を有する第4の状態。
A first magnetic layer exhibiting perpendicular magnetic anisotropy, having a higher Curie temperature than the first magnetic layer and a lower coercive force HL at room temperature, and exchange-coupled with the first magnetic layer. And using a magneto-optical recording medium in which the exchange force acting on each of the magnetic layers is lower than the coercive force of the second magnetic layer. In a magneto-optical recording method for recording a signal by applying a magnetic field, the power of the light beam and the polarity of a bias magnetic field having a strength equal to or higher than the HL are modulated into the following four states according to the signal. A magneto-optical recording method for performing quaternary recording. (A) a first state in which the light beam has power to heat the medium to near the Curie temperature of the first magnetic layer, and a bias magnetic field has a polarity in a predetermined direction; A second state in which the bias magnetic field has a polarity in a predetermined direction, having a power to heat the magnetic layer to a temperature near the Curie temperature of the second magnetic layer, and (c) a light beam heats the medium to a temperature near the Curie temperature of the first magnetic layer. A third state in which the bias magnetic field has a polarity opposite to the predetermined direction, and (d) a light beam has a power to heat the medium to near the Curie temperature of the second magnetic layer. And a fourth state in which the bias magnetic field has a polarity opposite to the predetermined direction.
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